新人教一轮复习-10年真题分类训练：专题23 生态系统及其稳定性（Word版含解析）
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| 名称 | 新人教一轮复习-10年真题分类训练：专题23 生态系统及其稳定性（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 425.6KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-05-30 22:46:31 | ||
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文档简介
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新人教一轮复习—10年真题分类训练
专题23 生态系统及其稳定性
考点一 生态系统的结构
1.(2021浙江6月选考,7,2分)下列关于生态金字塔的叙述,正确的是( )
A.生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系
B.生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链
C.生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列
D.生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制
答案 A 生态金字塔是指各营养级之间的某种数量关系,可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位,A正确;生态金字塔中每个营养级的所有生物处于各自食物链的同一环节,但不一定属于同一食物链,B错误;生物量金字塔存在倒置的情况,如英吉利海峡的浮游植物和浮游动物的生物量关系,C错误;生态金字塔可分别以个体数量、生物量和能量为指标绘制,D错误。
2.(2021广东,2,2分)“葛(葛藤)之覃兮,施与中谷(山谷),维叶萋萋。黄鸟于飞,集于灌木,其鸣喈喈”(节选自《诗经·葛覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个( )
A.黄鸟种群 B.生物群落 C.自然生态系统 D.农业生态系统
答案 C 题中诗句大概的意思是“葛藤是如此绵长啊,蔓延在山谷中,繁茂的叶子一片青青。山谷间飞起美丽的黄莺,它轻轻地降落在灌木林丛,婉转的鸣叫声这般动听”,可见诗中描述的是山谷中所见的美景,这构成了一个自然生态系统。故选C。
3.(2020浙江7月选考,11,2分)下列关于营养级的叙述,正确的是( )
A.营养级的位置越高,归属于这个营养级的能量通常越多
B.自然生态系统中的所有绿色植物都属于生产者营养级
C.营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和
D.食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的
答案 B 生态系统的能量流动有两个特点:①能量流动是单向的,即在生态系统中,能量只能从第一营养级流向第二营养级,再依次流向后面的各个营养级,不可逆转,也不能循环流动;②能量在流动过程中逐级递减,即输入一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级,会有一部分丢失,一般来说, 相邻两营养级间的能量传递效率为10%~20%,所以营养级的位置越高,归属于该营养级的能量越少,A、D错误;生态系统中的自养生物称为生产者,主要是进行光合作用的绿色植物,故所有绿色植物都属于生产者营养级(或第一营养级),B正确;营养级是指处于食物链同一环节上所有生物的总和,而非同种生物的总和,C错误。
4.(2015课标全国Ⅱ,4,6分)下列有关生态系统的叙述,错误的是 ( )
A.生态系统的组成成分中含有非生物成分
B.生态系统相对稳定时无能量输入和散失
C.生态系统维持相对稳定离不开信息传递
D.负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定
答案 B 生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量以及生物成分,A项不符合题意;生态系统相对稳定时,仍有能量的输入和散失,B项符合题意;信息传递能调节生物的种间关系,以维持生态系统的相对稳定,C项不符合题意;负反馈调节使生态系统达到和保持相对稳定的状态,D项不符合题意。
方法技巧 任何一种“量”的稳定都源于其“来源”与“去路”的平衡。
5.(2015天津理综,1,6分)下图表示生态系统、群落、种群和个体的从属关系。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.甲是生物进化的基本单位
B.乙数量达到环境容纳量后不再发生波动
C.丙是由生产者和消费者构成的
D.丁多样性的形成受无机环境影响
答案 D 由图可知:甲为个体,乙为种群,丙为群落,丁为生态系统。生物进化的基本单位是种群,A错误;种群数量达到环境容纳量后仍会出现上下波动,B错误;群落包括生产者、消费者和分解者,C错误;生态系统的多样性受无机环境的影响,D正确。
6.(2014海南单科,16,2分)关于土壤微生物的叙述,错误的是( )
A.土壤微生物参与生态系统的物质循环
B.土壤微生物可作为生态系统的分解者
C.秸秆经土壤微生物分解后可被农作物再利用
D.土壤中的硝化细菌是异养生物,因而不属于生产者
答案 D 土壤微生物以腐生为主,所以多数为生态系统的分解者,参与生态系统的物质循环,A、B正确;秸秆经土壤微生物分解成水、无机盐和二氧化碳,这些成分可被农作物再利用,C正确;硝化细菌是化能自养型生物,在生态系统中属于生产者,D错误。
7.(2013广东理综,5,4分)图2所示某湖泊的食物网,其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼,若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼,将出现的情况是( )
图2
A.鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量
B.土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势
C.浮游动物总量锐减后再急升
D.浮游植物总量急升后再锐减
答案 A 本题考查食物网的基本知识。由题中信息“鱼a、鱼b为两种小型土著鱼”且题干中说明鲈鱼以中小型鱼类为食可推知鲈鱼处于食物链的第四营养级,根据“某一营养级只有10%~20%的能量能够流到下一个营养级”的知识可推知A项正确;土著鱼与鲈鱼属于捕食关系,B项错误;引入鲈鱼短时间内,鱼a、鱼b将减少,浮游动物总量增加,浮游植物减少,C、D项错误。
8.(2012浙江理综,5,6分)图是某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量变化关系的示意图(图中不同阴影的面积表示不同比例尺下的个体数量)。下列有关叙述错误的是( )
A.图中所含的食物链为捕食食物链
B.这些生物的种群数量在各自的K值上下波动
C.旅鼠的种群数量主要是由外源性因素调节的
D.旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的数量变化是一种正反馈调节
答案 D 此题考查食物链中生物数量变化的相关知识。由植物、旅鼠及其天敌形成的食物链为植物→旅鼠→旅鼠的天敌,此食物链为捕食食物链,A正确;三种生物都生存在资源有限的环境中,都存在环境容纳量(K值),并且种群数量都在各自的K值上下波动,B正确;旅鼠的种群数量变化主要是由食物和天敌的变化引起的,C正确;在这三种生物所形成的食物链中,捕食者数量的增多,必然会引起被捕食者种群数量的减少,这属于负反馈调节,D错误。
9.(2012海南单科,20,2分)某河流中五年前引进了一种外来植物(甲)。跟踪调查发现,五年来,该河流中甲种群密度逐年显著增加,土著食草鱼类和水草的种群密度逐年显著减少。下列叙述正确的是( )
A.五年来该河流中甲种群的种内竞争不断增强
B.甲的引进并不能改变该河流生态系统的结构
C.大量投放土著食草鱼类可有效地控制甲的蔓延
D.该河流中所有的生物和底泥共同组成河流生态系统
答案 A 本题主要考查外来物种入侵对生态系统稳定性的影响方面的知识。刚进入一个新环境中的物种,最初种群密度会显著增加,同时由于该种群密度的增大,种内竞(斗)争也在加剧。甲的引进改变了该生态系统的成分、食物链、食物网,即:改变了该生态系统的结构。要有效地控制甲的蔓延,就要投入与甲有竞争或捕食关系的生物,而土著食草鱼类不食甲,只食当地水草,大量投放土著食草鱼类不能控制甲的蔓延。该河流中所有的生物、底泥、水、空气、阳光等共同组成一个生态系统。
10.(2020山东,24,9分)与常规农业相比,有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的使用,加大有机肥的应用,对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示,三种农业模式土壤生物情况如表所示。
取样深度 (cm) 农业模式 生物组分 (类) 食物网复杂程度 (相对值)
0~10 常规农业 有机农业 无公害农业 15 19 17 1.06 1.23 1.10
10~20 常规农业 有机农业 无公害农业 13 18 16 1.00 1.11 1.07
(1)土壤中的线虫类群丰富,是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级,与食细菌线虫相比,捕食性线虫同化能量的去向不包括 。某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统,其判断依据是 。
(2)取样深度不同,土壤中生物种类不同,这体现了群落的 结构。由表中数据可知,土壤生态系统稳定性最高的农业模式为 ,依据是 。
(3)经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类群,从土壤生物食物关系的角度分析,捕食性线虫体内镉含量高的原因是 。
(4)植食性线虫主要危害植物根系,研究表明,长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少,依据图中信息分析,主要原因是
。
答案 (1)流入下一个营养级 土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体
(2)垂直 有机农业 生物组分多,食物网复杂程度高
(3)镉随着食物链的延长逐渐积累
(4)长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加,引起捕食性线虫增加,植食性线虫因被大量捕食而减少,减少量多于其因植物根系增长而增加的量
解析 (1)分析题图可知,捕食性线虫处于最高营养级,捕食性线虫同化能量的去向有呼吸作用消耗、流向分解者、暂时未被利用,而食细菌线虫同化能量的去向有呼吸作用消耗、流向分解者、暂时未被利用及流向下一个营养级,可见与食细菌线虫相比,捕食性线虫同化能量的去向不包括流向下一个营养级。生态系统是由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体,可见判断土壤是一个生态系统的依据是土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和它的无机环境相互作用而形成的统一整体。(2)取样深度不同,土壤中生物种类不同,这体现了群落的垂直结构。分析表中信息可知,无论是0~10 cm还是10~20 cm的深度,有机农业的生物组分最多,食物网最复杂,因此其土壤生态系统稳定性最高。(3)在食物网中,由于富集作用,镉随着食物链的延长逐渐积累,因此食物链上营养级越高的生物体内镉的含量越高。(4)结合本题信息分析图可推断,长期施用有机肥后腐生细菌会增多,它的增多会导致食细菌线虫增加,从而引起捕食性线虫增加,植食性线虫因被捕食性线虫大量捕食而减少,减少量多于其因植物根系增长而增加的量。
11.(2019课标全国Ⅰ,31,8分)某果园中存在A、B两种果树害虫,果园中的鸟(C)可以捕食这两种害虫;使用人工合成的性引诱剂Y诱杀B可减轻B的危害。回答下列问题。
(1)果园中包含害虫A的一条食物链是 。该食物链的第三营养级是 。
(2)A和B之间存在种间竞争关系,种间竞争通常是指 。
(3)性引诱剂Y传递给害虫B的信息属于 。使用性引诱剂Y可以诱杀B的雄性个体,从而破坏B种群的 ,导致 降低,从而减轻B的危害。
答案 (1)果树→A→C C
(2)两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象
(3)化学信息 性别比例 种群密度
解析 本题借助生态系统结构与功能的相关知识,考查考生综合运用所学知识解决生物学问题的能力;通过分析种间关系及害虫防治方法,体现了生命观念中的稳态与平衡观。(1)该食物链的起点必须是生产者果树,所以果园中包含害虫A的一条食物链是果树→A→C。鸟(C)以果树害虫(A)为食,属于次级消费者,位于第三营养级。(2)种间竞争是指两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象。(3)人工合成的性引诱剂属于生态系统中的化学信息,利用其诱杀B种群的雄性个体,可以破坏B种群的性别比例,使很多雌性个体不能完成交配,无法产生后代,从而使该种害虫的种群密度降低。
知识归纳 信息传递的种类、特点及其在生态系统中的作用
生态系统中信息种类包括物理信息(如光、声、温度、湿度、磁力等)、化学信息(如生物碱、有机酸等物质)和行为信息(动物的特殊行为);信息传递可以发生在生物与生物之间及生物与环境之间,并不一定从低营养级向高营养级传递。信息传递在生物种群的繁衍、调节生物的种间关系以及维持生态系统的稳定性过程中都发挥着重要作用。
12.(2017江苏单科,26,8分)某地因采矿导致地表下沉,成为无法利用的荒地。为了改变这种状况,有关部门因地制宜,通过引水等措施,将该地改造成湿地生态公园,一些生物陆续迁入,并逐渐形成相对稳定的生物群落。如图是该公园生态系统食物网的一部分,请回答下列问题:
(1)该公园生物群落的变化属于 演替。
(2)图中昆虫与杂食性鱼类之间的种间关系有 。
(3)在黑斑蛙的繁殖季节,雄蛙通过叫声这种 信息求偶;雌蛙通常在近岸水深10~30 cm的草丛间产卵,可采用 法了解该蛙卵块的密度。
(4)因该水域有些渗漏,补水时曾不慎引入含除草剂的水,导致一些水草死亡。水草腐烂后,图中所示的生物类群中最先快速增殖的是 。
(5)图中既含有初级消费者,又含有次级消费者的生物类群有 。若蛙类与猛禽之间还存在1个营养级,请写出该营养级中2类不同纲的生物: 。
答案 (1)次生 (2)捕食和竞争 (3)物理 等距取样 (4)浮游生物类 (5)底栖动物类、杂食性鱼类、滤食性鱼类 蛇类、肉食性鱼类、鼠类(任写其中两类)
解析 本题考查群落演替、生态系统中食物网等的相关知识。(1)次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物种子或其他繁殖体的地方发生的演替,该公园生物群落的变化属于次生演替。(2)由于杂食性鱼类捕食昆虫,且昆虫和杂食性鱼类都捕食水草,二者又存在竞争关系,故它们的种间关系有捕食和竞争。(3)声音属物理信息;因为雌蛙通常在近岸水深10~30 cm的草丛间产卵,所以可采用等距取样法调查蛙卵块的密度。(4)水草腐烂后,分解者将其体内的有机物分解为无机物,之后被生产者吸收利用,因此图中所示的生物类群中最先快速增殖的是浮游生物类(包括分解者)。(5)在食物链中,初级消费者和次级消费者分别位于第二、三营养级。分析题图可知:浮游生物类包括浮游植物和浮游动物,底栖动物类、杂食性鱼类、滤食性鱼类既含初级消费者,又含次级消费者。蛙类可被蛇类和肉食性鱼类、鼠类等生物捕食,同时猛禽又可捕食肉食性鱼类、蛇类和鼠类等生物,故以蛙为食的不同纲的生物有蛇类、肉食性鱼类、鼠类等。
13.(2016课标全国Ⅲ,31,8分)冻原生态系统因其生物的生存条件十分严酷而独具特色,有人曾将该生态系统所处的地区称为“不毛之地”。回答下列问题:
(1)由于温度的限制作用,冻原上物种的丰富度较低。丰富度是指 。
(2)与热带森林生态系统相比,通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累,其原因是 。
(3)通常,生态系统的食物链不会很长,原因是 。
答案 (1)群落中物种数目的多少(2分) (2)低温下,分解者的分解作用弱(3分) (3)能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的(3分,其他合理答案可酌情给分)
解析 (1)丰富度是指群落中物种数目的多少。(2)冻原生态系统中,环境温度低,分解者的数量少且分解能力弱,导致土壤有机物质分解量少,有利于土壤有机物质的积累。(3)因能量沿食物链流动时是逐级递减的,所以生态系统的食物链不会很长。
评分细则 (1)只要答出关键词“物种数目”“生物种类”即可得2分。回答“个体”“种群”等都不得分。
(2)只要答出关键词“低温、分解作用低”或“低温、分解(降解)酶的活性低”等皆可得3分。错别字不得分。回答“冻原生态系统的稳定性低”“冻原生态系统的成分少”等都不得分。
(3)只要答出关键词“生态系统的能量流动逐级递减”即可得分。只答“单向流动”不得分。
14.(2013全国,33,11分)某一池塘中有三个优势种群,分别是鳙鱼、浮游动物A和浮游植物B,其中鳙鱼以浮游动物A为食,浮游动物A以浮游植物B为食。
回答下列问题:
(1)为提高池塘鳙鱼的产量,采取向池塘中施肥和捕捞小型野杂鱼等措施,其中施肥的作用是直接提高 的种群数量。捕捞野杂鱼的作用是降低其与鳙鱼对 、 和空间等资源的竞争。
(2)若大量捕捞使池塘中的鳙鱼数量减少,则短时间内会导致 的种群数量迅速下降。
(3)若池塘施肥过量,一段时间后,池塘内上述三个优势种群消失了两个,它们是 ,消失的主要原因是缺少 。再经过一段时间后,仅存的一个优势种群也基本消失,而另一类生物如微生物大量繁殖,使水体变黑发臭,该类生物在生态系统中属于 。
答案 (1)浮游植物B(2分) 食物(1分) 氧气(或溶解氧)(1分)
(2)浮游植物B(1分)
(3)浮游动物A和鳙鱼 氧气(或溶解氧) 分解者(每空2分,共6分)
解析 本题考查生态系统及其结构的相关知识。由题中信息可知,此三个优势种构成的食物链为:浮游植物B→浮游动物A→鳙鱼。(1)浮游植物B能进行光合作用,施肥能为浮游植物B提供光合作用必需的矿质元素(无机盐),因而向池塘中施肥的作用是直接提高浮游植物B的种群数量;鳙鱼与池塘中处于同一营养级的野杂鱼为竞争关系,两者将争夺空间、食物、氧气等资源。(2)鳙鱼数量减少,短时间内将引起浮游动物A数量增加和浮游植物B数量减少。(3)若池塘施肥过量,会导致池塘内微生物大量繁殖,而造成池塘中溶解氧降低,一段时间后,三个优势种群中,因为缺氧而最先死亡的是鳙鱼和浮游动物A。再过一段时间,浮游植物B也基本消失,大量繁殖的微生物分解动植物的遗体,所以属于分解者。
15.(2011课标,31,12分)某岛屿栖息着狐和野兔,生态系统相对稳定。后来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐,狐也捕食羊羔。第5年,岛上狐濒临灭绝,但野兔数量大大超过人登岛前的数量。第6年,野兔种群暴发了由兔瘟热病毒引起的瘟疫,其数量骤减。回答问题:
(1)人与狐的种间关系是 ,兔瘟热病毒与野兔的种间关系是 。
(2)画出由人、羊、狐、野兔和牧草组成的食物网。
(3)人登岛后的第5年,与登岛前相比,野兔种内斗争强度 (增加、减小、不变)。
(4)一般情况下,被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而 (增强、减弱、不变)。
答案 (1)竞争和捕食 寄生
(2)
(3)增加 (4)减弱
解析 (1)根据题中的信息可知,人捕食狐且人和狐又捕食野兔,故人和狐的种间关系是竞争和捕食;兔瘟热病毒寄生在野兔体内。
(2)由人、羊、狐、野兔和牧草之间的捕食关系,可绘出如图食物网:
。
(3)人登岛后的第5年,狐濒临灭绝,野兔数量大幅度增加,由于岛上的资源和空间有限,野兔种内斗争强度增加。
(4)一般情况下,在捕食过程中,捕食者优先捕捉到的是老弱病残的被捕食者,随着患病个体不断被淘汰,传染病的流行程度将随着捕食者种群密度的增加而减弱。
16.(2011全国,32,11分)回答下列与生态学有关的问题:
(1)某人将未经检疫的外来鱼类和水草大量引进某水域生态系统后,导致该水域的生物多样性下降。从种间关系的角度分析,引起这种不良后果的原因是本地原有物种和外来物种之间可能存在着 、 、 的关系。
(2)某相对稳定的水域生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群,各种群生物体内某重金属的含量如表。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中,消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。
种群 甲 乙 丙 丁 戊
重金属含量 (μg/kg鲜重) 0.003 7 0.003 7 0.035 0.035 0.34
据表中数据绘出该生态系统的食物网。
答案 (1)竞争 捕食 寄生(每空2分,共6分)
(2)(共5分)
解析 (1)因引入外来物种导致本地生物多样性下降,说明引入物种与本地原有物种间可能存在着竞争、捕食、寄生的关系。(2)甲、乙种群重金属含量相同,丙、丁种群重金属含量相同且高于甲、乙,戊种群重金属含量最高,说明甲、乙为第一营养级,丙、丁为第二营养级,而戊则为第三营养级。
17.(2018课标全国Ⅲ,32,10分)如图是某农业生态系统模式图。
据图回答下列问题:
(1)蚯蚓生命活动所需的能量来自生活垃圾中的 (填“有机物”或“无机物”)。生活垃圾中的细菌和真菌属于分解者,在生态系统中分解者的作用是 。
(2)根据生态系统中分解者的作用,若要采用生物方法处理生活垃圾,在确定处理生活垃圾的方案时,通常需要考虑的因素可概括为3个方面,即 。
(3)有机肥在土壤中经分解、转化可产生N,通常植物根系对N的吸收是通过 运输完成的。
答案 (1)有机物 将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 (2)待分解垃圾的性质、引进的分解者生物的种类、处理环境的理化条件 (3)主动
解析 (1)蚯蚓为异养生物,其生命活动所需能量来自生活垃圾中的有机物,属于生态系统中的分解者,分解者的作用是将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。(2)用生物方法处理生活垃圾,需考虑分解者的种类、待分解垃圾的性质以及分解者分解垃圾时所处环境的理化条件等。(3)植物根细胞可通过主动运输吸收K+、N等无机盐离子。
考点二 生态系统的功能
1.(2021北京,11,2分)野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点,除用于生态治理外,其中一些可替代木材栽培食用菌,收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是( )
A.种植此类草本植物可以减少水土流失
B.菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用
C.用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源
D.菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移
答案 B 野生草本植物根系发达,可以减少水土流失,A正确;能量流动的特点是单向流动、逐级递减,能量不能循环利用,B错误;用作培养基的草本植物中的蛋白质等可为食用菌提供碳源和氮源,C正确;野生草本植物栽培食用菌,菌渣可作饲料,实现了物质在植物、真菌和动物间的转移,D正确。
2.(2020课标全国Ⅰ,6,6分)土壤小动物对动植物遗体的分解起着重要的作用。下列关于土壤小动物的叙述,错误的是( )
A.调查身体微小、活动力强的小动物数量常用标志重捕法
B.土壤中小动物类群的丰富度高,则该类群含有的物种数目多
C.土壤小动物的代谢活动会影响土壤肥力,进而影响植物生长
D.土壤小动物呼吸作用产生的CO2参与生态系统中的碳循环
答案 A 调查身体微小、活动力强的小动物数量常用取样器取样法,A错误;群落中物种数目的多少称为丰富度,土壤中小动物类群的丰富度高,说明该类群含有的物种数目多,B正确;土壤小动物的代谢活动会产生排遗物,影响土壤肥力,进而影响植物生长,C正确;生产者、消费者和分解者的呼吸作用产生的CO2都可参与生态系统中的碳循环,D正确。
3.(2020课标全国Ⅲ,6,6分)生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述,错误的是( )
A.消费者没有参与碳循环的过程
B.生产者的光合作用是碳循环的重要环节
C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
D.碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
答案 A 碳循环是指碳元素在无机环境与生物群落之间的循环过程,消费者通过捕食或寄生获得上一营养级生物有机物中的碳,再通过呼吸作用将有机物氧化分解,C元素以CO2的形式被释放到无机环境,所以消费者参与了碳循环,A错误;生产者进行光合作用将无机环境中的CO2合成有机物,此过程是C元素从无机环境流入生物群落的最主要途径,同时也为生态系统中的消费者和分解者提供了直接或间接的有机物来源,是碳循环的重要环节,B正确;土壤中微生物的呼吸作用将动植物遗体、动物粪便中有机形式的碳分解成CO2回归无机环境,这是C元素从生物群落流回无机环境的重要一环,C正确;综上分析可知,通过光合作用C元素以CO2的形式从无机环境流入生物群落,通过各生物成分的呼吸作用又以CO2的形式从生物群落流回无机环境,碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式循环,D正确。
4.(2019课标全国Ⅱ,6,6分)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示,并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔,则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草,第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木,第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是( )
A.前者为金字塔形,后者为倒金字塔形
B.前者为倒金字塔形,后者为金字塔形
C.前者为金字塔形,后者为金字塔形
D.前者为倒金字塔形,后者为倒金字塔形
答案 A 本题以生态系统的结构与功能相关知识为载体,考查考生获取信息的能力;题目通过对比不同生态系统的数量金字塔,体现了对科学思维素养中演绎与推理要素的考查。夏季草原生态系统中,第二营养级羊的数量远少于第一营养级牧草的数量,其数量金字塔为金字塔形,而森林生态系统中,第二营养级昆虫的数量远多于第一营养级乔木的数量,其数量金字塔为倒金字塔形,A正确,B、C、D错误。
5.(2016课标全国Ⅲ,5,6分)我国谚语中的“螳螂捕蝉,黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中,捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是( )
A.鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B.该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C.鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
D.鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
答案 C 本题通过问题探讨的形式考查生态系统的营养结构,属于对科学思维中演绎与推理要素的考查。根据题意可写出食物链:植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰。鹰的迁入延长了食物链,使能量消耗的环节(营养级)增加,但没有改变能量流动的方向,C正确,D错误;鹰的迁入使黄雀的数量减少,导致黄雀的食物螳螂的数量增多,进而导致蝉的数量减少,A错误;细菌产生的能量大多以热能的形式散失,不能流向生产者,B错误。
6.(2015海南单科,25,2分)关于草原生态系统能量流动的叙述,错误的是( )
A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程
B.分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量
C.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量
D.生产者固定的能量除用于自身呼吸外,其余均流入下一营养级
答案 D 本题主要考查生态系统的能量流动等相关知识。能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程,A正确;分解者的作用就是将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物,并从中获取生命活动所需的能量,B正确;生态系统维持正常功能需要不断地输入光能,C正确;生产者固定的能量除用于自身呼吸外,部分流向分解者,部分流向下一营养级,D错误。
易错警示 除最高营养级生物外,每一营养级生物同化的能量有四个去向:呼吸消耗、流向下一营养级、被分解者分解和未利用。
7.(2015福建理综,4,6分)如图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值,单位是J·m-2·a-1)。下列叙述正确的是( )
A.该食物网中最高营养级为第六营养级
B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357 J·m-2·a-1
D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
答案 B 该食物网中最长的食物链为:浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼,最高营养级为第五营养级,A错误;该食物网中第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(3 780+4 200)÷31 920×100%=25%,B正确;太阳鱼呼吸作用消耗的能量、流向分解者的能量和未利用的能量共计1 483-126=1 357(J·m-2·a-1),C错误;该食物网中的生物只有生产者和消费者,没有分解者,不能和无机环境构成一个生态系统,D错误。
易错警示 能量传递效率=(下一营养级同化量/本营养级同化量)×100%,下一营养级若为多种生物,应先求和再计算传递效率。
8.(2014海南单科,17,2分)用各营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中,第一营养级生物为栎树,第二营养级生物为昆虫,第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟,第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是( )
答案 B 分析生态系统的数量金字塔需要参考生物个体的大小。第一、二营养级分别是栎树(体型很大)和昆虫,所以第二营养级生物的数量多于第一营养级的,A错误;与第二营养级生物相比,第三营养级生物含有的能量少,并且生物个体较大,所以第三营养级生物的数量少于第二营养级的,同理可知蛇的数量会更少,故选B。
9.(2014江苏单科,10,2分)下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述,正确的是( )
A.富营养化水体出现蓝藻水华的现象,可以说明能量流动的特点
B.生态系统中能量的初始来源只有太阳能
C.食物链各营养级中10%~20%的能量会被分解者利用
D.无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
答案 D 蓝藻水华现象与水体中N、P增多而引起蓝藻大量繁殖有关,体现了物质的利用,未体现出能量流动的特点,A错误;生态系统中能量的初始来源包括太阳能(光合作用固定)和氧化无机物时释放的化学能(化能合成作用利用),B错误;食物链各营养级中10%~20%的能量流向下一营养级,C错误;无机环境和生物群落间物质可以循环反复利用,D正确。
10.(2012海南单科,19,2分)下图为某生态系统的能量流动简图,下列叙述错误的是( )
A.甲是生产者,乙是消费者
B.该生态系统是一个开放的系统
C.能量通过光合作用固定并进入系统,可以热能形式输出
D.甲、乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量
答案 D 本题考查的是生态系统的结构和功能方面的知识。甲能固定太阳能,是生产者。乙以甲为食,是消费者。该生态系统的能量输出到其他生态系统中,故该生态系统是一个开放的系统。太阳能必须经过生产者的光合作用(化能合成作用)转化成化学能才能进入生态系统并开始流动。生态系统的能量可以电能、热能、化学能的形式输出。生产者所固定的太阳能是流经生态系统的总能量。
11.(2019天津理综,5,6分)多数植物遭到昆虫蚕食时会分泌茉莉酸,启动抗虫反应,如分泌杀虫物质、产生吸引昆虫天敌的挥发物质等。烟粉虱能合成Bt56蛋白。该蛋白会随烟粉虱唾液进入植物,抑制茉莉酸启动的抗虫反应,使烟粉虱数量迅速增长。下列叙述错误的是( )
A.植物产生挥发物质吸引昆虫天敌体现了信息传递调节种间关系的功能
B.植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是长期共同进化的结果
C.Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的对照组快
D.开发能水解Bt56蛋白的转基因植物可为控制烟粉虱提供防治措施
答案 C 本题通过植物的抗虫反应,考查考生获取信息、解决问题的能力以及作出合理判断的能力,体现了对科学思维素养的考查。植物体遭受虫害后可产生吸引昆虫天敌的挥发性物质,体现了信息传递可以调节生物的种间关系,A正确;由题意可知,多数植物被昆虫蚕食后可启动抗虫反应,而烟粉虱可产生Bt56蛋白抑制植物的抗虫反应以便蚕食植物,说明植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是长期共同进化的结果,B正确;抑制Bt56基因的表达可使植物的抗虫反应顺利发生,从而使昆虫数量减少,所以Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的对照组慢,C错误;Bt56蛋白会抑制植物的抗虫反应,故开发能水解Bt56蛋白的转基因植物可以为控制烟粉虱提供防治措施,D正确。
12.(2018课标全国Ⅲ,6,6分)某同学运用黑光灯诱捕的方法对农田中具有趋光性的昆虫进行调查。下列叙述错误的是( )
A.趋光性昆虫是该农田生态系统的消费者
B.黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息
C.黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度
D.黑光灯诱捕的方法可用于探究该农田趋光性昆虫的物种数目
答案 B 本题考查种群密度的调查方法、生态系统的成分与功能等相关知识。农田生态系统中的趋光性昆虫属于消费者,A正确;黑光灯通过物理过程传递信息,该信息属于物理信息,B错误;对于有趋光性的昆虫,用黑光灯诱捕的方法可以调查某种趋光性昆虫的种群密度,也可以探究趋光性昆虫的物种数目,C、D正确。
13.(2013四川理综,6,6分)稻田生态系统是四川盆地重要的农田生态系统,卷叶螟和褐飞虱是稻田中两种主要害虫,拟水狼蛛是这两种害虫的天敌。下列叙述错误的是( )
A.害虫与拟水狼蛛间的信息传递,有利于维持生态系统的稳定
B.防治稻田害虫,可提高生产者和消费者之间的能量传递效率
C.精耕稻田与弃耕稻田的生物群落,演替的方向和速度有差异
D.用性外激素专一诱捕卷叶螟,短期内褐飞虱种群密度会下降
答案 B 本题考查信息传递的作用、群落演替、种群密度等相关知识。害虫与拟水狼蛛间的信息传递能够调节种间关系,有利于维持生态系统的稳定;防治农业害虫,可以调整能量流动关系,使能量得到高效利用,但不能提高生产者和消费者之间的能量传递效率;人类活动可以改变群落演替的方向和速度;用性外激素专一诱捕卷叶螟,拟水狼蛛捕食褐飞虱增加,导致短期内褐飞虱种群密度下降。
14.(2020山东,10,2分)为加大对濒危物种绿孔雀的保护,我国建立了自然保护区,将割裂的栖息地连接起来,促进了绿孔雀种群数量的增加。下列说法错误的是( )
A.将割裂的栖息地连接,促进了绿孔雀间的基因交流
B.提高出生率是增加绿孔雀种群数量的重要途径
C.绿孔雀成年雄鸟在繁殖期为驱赶其他雄鸟发出的鸣叫声,属于物理信息
D.建立自然保护区属于易地保护,是保护绿孔雀的有效措施
答案 D 割裂的栖息地造成了地理隔离,从而使不同栖息地的绿孔雀之间无法进行基因交流,如果将割裂的栖息地连接起来则可以促进绿孔雀间的基因交流,A正确;绿孔雀为濒危物种,提高其出生率是增加绿孔雀种群数量的重要途径,B正确;某些生物之间可以通过鸣叫交流,鸣叫声属于物理信息,C正确;建立自然保护区属于就地保护,该措施是保护绿孔雀的有效措施,D错误。
15.(2021浙江1月选考,26,7分)(7分)原产于北美的植物——加拿大一枝黄花具有生长迅速、竞争力强的特性,近年来在我国某地大肆扩散,对生物多样性和农业生产造成了危害。回答下列问题:
(1)加拿大一枝黄花入侵了某草本群落,会经历定居→扩张→占据优势等阶段,当它取得绝对的优势地位时,种群的分布型更接近 。为了清除加拿大一枝黄花,通常采用人工收割并使之自然腐烂的方法,收割的适宜时机应在 (填“开花前”或“开花后”)。上述处理方法改变了生态系统中生产者的组成格局,同时加快了加拿大一枝黄花积聚的能量以化学能的形式流向 。
(2)加拿大一枝黄花与昆虫、鸟类和鼠类等共同组成群落,它们之间建立起以 关系为纽带的食物网。某种鸟可以在不同的食物链中处于不同的环节,其原因是 。若昆虫与鸟类单位体重的同化量相等,昆虫比鸟类体重的净增长量要高,其原因是鸟类同化的能量中用于维持 的部分较多。
(3)加拿大一枝黄花虽存在危害,但可以运用生态工程中的 技术,在造纸、沼气发酵、肥田等方面加以利用。
答案 (每空1分)(1)均匀分布 开花前 分解者
(2)营养 该种鸟的取食对象处于不同的营养级 体温 (3)物质良性循环
解析 (1)加拿大一枝黄花作为入侵物种,当它取得绝对的优势地位时,种内竞争会比较激烈,种群的分布型应更接近均匀分布。收割加拿大一枝黄花应在其开花前进行,否则加拿大一枝黄花的种子会进一步传播,进而造成更大危害。将加拿大一枝黄花人工收割并使之自然腐烂,其积聚的能量会以化学能的形式流向分解者。(2)加拿大一枝黄花与昆虫、鸟类和鼠类等共同组成生物群落,它们之间建立起了取食与被取食的复杂营养关系,构成了食物网。当某种鸟的取食对象处于不同的营养级时,该种鸟可以在不同的食物链中处于不同的环节。鸟类属于恒温动物,同化的能量中有一部分要用于维持体温,因此当昆虫与鸟类单位体重的同化量相等时,昆虫比鸟类体重的净增长量要高。(3)将加拿大一枝黄花应用于造纸、沼气发酵、肥田等方面,是运用了生态工程中的物质良性循环技术。
16.(2021山东,24,10分)海水立体养殖中,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下,M、N表示营养级。
(1)估算海参种群密度时常用样方法,原因是 。
(2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ/ (m2·a )。由M到N的能量传递效率为 %(保留一位小数),该生态系统中的能量 (填:“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。
(3)养殖的海带数量过多,造成牡蛎减产。从生物群落的角度分析,原因是 。
(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理,依据这一原理进行海水立体养殖的优点是 。在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做的目的是 。
答案 (1)海参活动能力弱,活动范围小 (2)2 488 6.3 不能 (3)由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,产量降低 (4)能充分利用空间和资源 维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产(或:实现生态效益和经济效益的可持续发展)
解析 (1)海水立体养殖中,海参处于底层,以底栖微藻、生物遗体残骸等为食,活动能力弱,活动范围小,所以估算海参种群密度时常用样方法。(2)图中M从生产者和遗体残骸中同化的能量为3 281 kJ/(m2·a)+2 826 kJ/(m2·a)=6 107 kJ/(m2·a),M呼吸作用消耗的能量为3 619 kJ/(m2·a),则M用于生长、发育和繁殖的能量为6 107 kJ/(m2·a)-3 619 kJ/(m2·a)=2 488 kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率为386 kJ/(m2·a)÷[3 281 kJ/(m2·a)+2 826 kJ/(m2·a)]×100%≈6.3%。生态系统的能量具有单向流动的特点,该生态系统中的能量不能在M和遗体残骸间循环流动。(3)养殖的海带数量过多,由于海带的竞争,小型浮游植物的数量会减少,而牡蛎滤食小型浮游植物,牡蛎的食物减少,就会造成牡蛎减产。(4)在群落中,各个生物种群分别占据了不同的空间,使群落形成一定的空间结构,利用群落的空间结构原理进行海水立体养殖的优点是能充分利用空间和资源,从而获得较高产量的养殖产品。在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做能增强该生态系统的自我调节能力,维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产,实现生态效益和经济效益的可持续发展。
17.(2021全国甲,31,8分)捕食是一种生物以另一种生物为食的现象,能量在生态系统中是沿食物链流动的。回答下列问题:
(1)在自然界中,捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉,这一现象对捕食者的意义是
(答出1点即可)。
(2)青草→羊→狼是一条食物链。根据林德曼对能量流动研究的成果分析,这条食物链上能量流动的特点是 。
(3)森林、草原、湖泊、海洋等生态系统是常见的生态系统,林德曼关于生态系统能量流动特点的研究成果是以 生态系统为研究对象得出的。
答案 (1)避免猎物被全部捕食后,捕食者自身因缺少食物而无法生存 (2)单向流动、逐级递减 (3)湖泊
解析 (1)“精明的捕食者”策略内容之一:捕食者一般不能将所有的猎物都吃掉,否则自己也无法生存。(2)食物链中能量只能单向流动,不可逆转,也不能循环流动。能量在沿着食物链流动的过程中是逐级递减的,某个营养级一般只有10%~20%的能量能够流向下一营养级。(3)林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析,发现了生态系统的能量流动特点。
18.(2021河北,22,9分)为探究全球气候变暖对生态系统的影响,研究者将20个人工淡水池塘均分成两组,对照组保持环境温度,实验组始终比对照组高4 ℃(利用温控装置),并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现,池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时,池塘中浮游植物和浮游动物生物量(单位体积水体中生物体的质量)的检测结果如图。
回答下列问题:
(1)池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为 ,池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了 演替。
(2)某种水生生物被投入池塘后,其种群数量将呈 型增长,若该生物种群密度在较长时期保持相对稳定,表明其种群数量已达到了 。
(3)从能量流动角度分析,升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是
。
(4)碳在池塘生物群落中主要以 的形式传递,碳循环具有全球性的主要原因是 。
答案 (1)群落的物种组成 次生 (2)“S” 环境容纳量(K值) (3)升温可能降低了浮游植物的光合作用速率,使生产者固定的太阳能的总量减少,或者升温提高了浮游植物和浮游动物的呼吸作用速率,使二者用于自身生长、发育和繁殖等的能量减少,最终导致该生态系统的总生物量降低 (4)(含碳)有机物 碳元素在生物群落和无机环境之间主要以CO2的形式进行流动,大气中的CO2能够随大气环流在全球范围内流动,因此碳循环具有全球性
解析 (1)一个群落区别于另外一个群落最显著的特征是群落的物种组成,池塘生物群落以浮游植物和浮游动物为主。简单的池塘生物群落保留了植物的繁殖体等,所以池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了次生演替。(2)某种水生生物被投入池塘后,由于池塘中可利用的资源是有限的,因此其种群数量呈“S”型增长,当该生物种群密度在长时间保持相对稳定时,即达到了一定的环境条件中所能维持的种群最大数量,该种群数量称为环境容纳量,即K值。(3)生态系统的总生物量取决于生态系统能量的输入和输出的差值,输入是通过生产者的光合作用等实现的,而输出则是通过呼吸作用等实现的,升温导致总生物量降低的可能原因是升温降低了浮游植物的光合作用速率,使生产者固定的太阳能的总量减少,或提高了浮游植物和浮游动物的呼吸作用速率,使二者用于自身生长、发育和繁殖等的能量减少,最终使该生态系统的总生物量降低。(4)在生物群落内部生产者被消费者捕食,生产者和消费者的部分有机物流入分解者,这些过程中碳元素都是以含碳有机物的形式流动的。由于碳元素在生物群落和无机环境之间主要以CO2的形式进行流动,而大气中的CO2能够随大气环流在全球范围内流动,因此碳循环具有全球性。
19.(2019课标全国Ⅱ,31,11分)回答下列与生态系统相关的问题。
(1)在森林生态系统中,生产者的能量来自 ,生产者的能量可以直接流向 (答出2点即可)。
(2)通常,对于一个水生生态系统来说,可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量,可在该水生生态系统中的某一水深处取水样,将水样分成三等份,一份直接测定O2含量(A);另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中,密闭后放回取样处,若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。
在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下,本实验中C与A的差值表示这段时间内 ;C与B的差值表示这段时间内 ;A与B的差值表示这段时间内 。
答案 (1)太阳能 初级消费者、分解者
(2)生产者净光合作用的放氧量 生产者光合作用的总放氧量 生产者呼吸作用的耗氧量
解析 本题主要借助光合作用与细胞呼吸的相关知识,考查考生对实验现象的分析,并对收集到的数据进行处理的能力;试题设置的“黑白瓶”实验对照,体现了对科学探究素养中结果分析要素的考查。(1)生产者通过光合作用将太阳能转化成化学能,固定在所制造的有机物中,生产者制造的有机物中的能量可以通过被初级消费者摄入而直接流向初级消费者,其残枝败叶和初级消费者粪便(属于生产者的同化量)中的能量可直接流向分解者。(2)此为“黑白瓶”法测定植物的光合速率,A为甲、乙两瓶中O2起始含量,甲瓶不透光,生产者只进行呼吸作用,若干小时后测定甲瓶中O2含量为B,A与B的差值为这段时间内生产者呼吸作用消耗的O2量;乙瓶透光,生产者既进行光合作用又进行呼吸作用,若干小时后测定乙瓶中O2含量为C,C与A的差值表示这段时间内生产者净光合作用释放的O2量;乙瓶与甲瓶中的O2含量进行比较,C与B的差异是由生产者的光合作用造成的,所以C与B的差值表示这段时间内生产者光合作用的总放氧量(产生O2量)。
20.(2018课标全国Ⅰ,29,10分)回答下列问题:
(1)大自然中,猎物可通过快速奔跑来逃脱被捕食,而捕食者则通过更快速奔跑来获得捕食猎物的机会,猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变,这种现象在生态学上称为 。
(2)根据生态学家斯坦利的“收割理论”,食性广捕食者的存在有利于增加物种多样性,在这个过程中,捕食者使物种多样性增加的方式是
。
(3)太阳能进入生态系统的主要过程是 。分解者通过 来获得生命活动所需的能量。
答案 (1)协同进化(或答共同进化) (2)捕食者往往捕食个体数量多的物种,为其他物种的生存提供机会 (3)绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在有机物中 呼吸作用将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解
解析 本题借助猎物与天敌间相互选择,通过实例分析的形式考查生命观念中的进化与适应观。(1)大自然中猎物与捕食者在被捕食和捕食过程中相互选择,共同进化。(2)根据“收割理论”分析:食性广捕食者往往捕食个体数量多的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,食性广捕食者的存在有利于增加物种多样性。(3)太阳能主要通过绿色植物的光合作用过程进入生态系统,分解者通过呼吸作用分解有机物来获得能量,满足生命活动的需要。
21.(2018课标全国Ⅱ,31,11分)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用,这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响,此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题:
(1)当某种大型肉食性动物迁入一个新的生态系统时,原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多,原因是 。
(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中,使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转,即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成的,那么根据上述“恐惧生态学”知识推测,甲的数量优势地位丧失的可能原因是 (答出一点即可)。
(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现,会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测,产生这一结果的可能原因有 (答出两点即可)。
答案 (1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了,传递到下一营养级的能量较少 (2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高,顶级肉食性动物引入后,甲逃离该生态系统的数量比乙多 (3)大型肉食性动物捕食野猪;野猪因恐惧减少了采食
解析 本题通过信息分析的形式考查生态系统营养结构中各营养级生物的变化,属于对科学思维素养中批判性思维要素的考查。(1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了,传递到下一营养级的能量较少,相邻营养级间的能量传递效率是10%~20%,所以生态系统中食物链的营养级数量一般不超过5个。(2)顶级肉食性动物引入后,甲的数量优势地位丧失。若反转不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成的,根据“恐惧生态学”知识可推测,甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高,引入顶级肉食性动物后,甲逃离该生态系统的数量比乙多。(3)某种大型肉食性动物在森林中重新出现后,会减轻野猪对农作物的破坏程度,可能是因为大型肉食性动物捕食野猪,从而减少了野猪数量,也可能是因为野猪因恐惧该大型肉食性动物而减少了对农作物的采食量。
22.(2018浙江4月选考,29,6分)某生态系统碳循环的部分示意图如图:
回答下列问题:
(1)图中的字母 表示大气中的CO2,由于许多因素的影响,使其含量夏季 冬季。
(2)CO2被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落,再被图中的A、B的 和C的分解作用以及E的燃烧,转变成CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中,生产者吸收的CO2量 整个生物群落排放的CO2量。
(3)若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图,可将D的含义改为 ,其他字母及文字代表的含义不变,还需要修改之处有:增加“光→A”、取消“→E→D”、 。
答案 (1)D 低于 (2)呼吸作用 大于 (3)非生物环境 取消“D→”A
解析 (1)根据图中各部分的相互联系及相关信息提示,推测A为生产者,B为消费者,C为分解者,D表示大气中的CO2,E代表化石燃料等的燃烧。由于许多因素的影响,特别是夏季植物的光合作用较冬季旺盛,使夏季CO2的含量低于冬季。(2)图中的A、B通过呼吸作用分解有机物、释放CO2。若生态系统中的生物群落处于正常演替过程中,从简单发展到复杂,则生产者吸收的CO2量应大于整个生物群落排放的CO2量。(3)若该图表示生态系统中的能量流动,则D应表示非生物环境,因能量流动起源于生产者固定的太阳能,渠道是食物链和食物网,特点之一是单向流动,所以还需要修改之处有:增加“光→”A、取消“→E→”D、取消“D→”A。
23.(2018江苏单科,28,8分)某城市河流由于生活污水和工业废水的排入,水质逐渐恶化。经过治理后,河水又恢复了清澈。图1表示该河流的能量金字塔(甲、乙、丙为3种鱼,丁为1种水鸟,甲不摄食藻类,箭头表示能量流动方向),图2表示部分能量流动关系(图中数字表示同化的能量)。请回答下列问题:
图1
图2
(1)图1所示食物网中,遗漏了一条能量流动途径,该条途径是 。
(2)图1所示食物网中,次级消费者是 ,丁与丙之间的种间关系是 。
(3)根据图1分析,除了图2中已经标出的能量去向之外,乙的能量去向还有 。
(4)结合图2分析,图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率 (在“大于”“小于”或“等于”中选择)7.6%。
(5)经检测,水体中含有某种可被生物富集的农药,推测此农药含量最高的物种是 。
(6)从生态学角度解释,污染物排放导致水质恶化的主要原因是 。
答案 (1)水草→甲→丁 (2)丙和丁 捕食和竞争 (3)传递给丙、自身呼吸作用以热能形式散失 (4)大于 (5)丁 (6)河流生态系统自我调节(自我修复)能力有限
解析 (1)生态系统中的能量沿着食物链(网)流动。题图中第二营养级中的甲的能量可以流向第三营养级丙、丁,题图中遗漏的能量流动途径是水草→甲→丁。(2)次级消费者属于第三营养级,题图中属于第三营养级的生物有丙、丁。由图1可知,丁与丙之间的种间关系是捕食和竞争。(3)生态系统的能量流动中,初级消费者(乙)的能量最终有三个去向,一是自身呼吸作用以热能的形式散失,二是流向下一营养级(丙和丁),三是被分解者分解利用。(4)第二营养级包括甲和乙,第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(甲+乙)/25 000×100%,甲同化的能量未知,乙同化的能量为1 900 kJ/(m2·a),故第一、二营养级能量的传递效率大于7.6%(1 900/25 000×100%)。(5)被生物富集的农药在最高营养级中的含量最高,即丁中农药含量最高。(6)生态系统具有自我调节能力,但其自我调节能力是有一定限度的,当河流的污染物超过该生态系统能自我调节的范围时,就会造成河流水质恶化。
24.(2016江苏单科,27,7分)高密度水产养殖常会引起池塘水体富营养化,影响养殖。如图为利用稻田生态系统净化鱼塘尾水的示意图,箭头所指为水流方向。请回答下列问题:
(1)鱼塘大量投饵后,水体常会出现有害的硫化物,这些硫化物最可能是饵料中的 分解产生的。
(2)图示系统在实现了水资源循环利用的同时,鱼塘富营养化水还为水稻生长提供了一定的 元素营养。
(3)为调查图中稻田害虫的发生状况,可采用 法,分别统计 的种群密度。
(4)通过稻田净化,B处水样中可溶性有机物浓度比A处显著下降,其主要原因是在稻田中的 (填序号)微生物分解了大量有机物。
①好氧 ②光合放氧 ③厌氧 ④兼性厌氧
(5)出现藻类水华的鱼塘尾水流经稻田后,B处水样中藻类数量大大减少。从生态学角度分析,藻类数量减少的原因有 。
答案 (7分)(1)蛋白质 (2)N、P (3)五点取样 各种害虫 (4)①③④ (5)竞争光照和营养、动物摄食、微生物等产生杀藻物质
解析 (1)蛋白质中含硫,而糖类、核酸、脂质中均不含硫。(2)富营养化的水可为水稻的生长提供一定的N、P等矿质元素。(3)调查稻田害虫的种群密度可用五点取样法,且需要分别统计各种害虫的种群密度。(4)稻田中水体上层氧气浓度较高,好氧菌和兼性厌氧菌均可分解有机物,水体下层缺乏氧气,主要依靠厌氧菌和兼性厌氧菌分解有机物。光合放氧微生物属于生产者。(5)富营养化的水经过稻田净化时,水体中的部分矿质元素被水稻吸收,水体中的矿质元素减少会导致藻类减少;水稻遮光会使藻类光合作用降低,引起藻类减少;消费者可以捕食一部分藻类;微生物等产生的杀藻物质也可使藻类减少。
知识拓展 用样方法调查害虫种群密度时可依据地形选择取样方法。方形地块宜采用五点取样法;条形地块宜采用等距取样法。
25.(2015课标全国Ⅱ,31,8分)某生态系统总面积为250 km2,假设该生态系统的食物链为甲种植物→乙种动物→丙种动物,乙种动物种群的K值为1 000头。回答下列问题:
(1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头,则该生态系统中乙种动物的种群密度为 ;当乙种动物的种群密度为 时,其种群增长速度最快。
(2)若丙种动物的数量增加,则一段时间后,甲种植物数量也增加,其原因是
。
(3)在甲种植物→乙种动物→丙种动物这一食物链中,乙种动物同化的能量 (填“大于”“等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。
答案 (1)2.2头·km-2 2头·km-2(每空2分,共4分)
(2)由于乙种动物以甲种植物为食,丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少,从而导致甲种植物数量的增加(3分,其他合理答案也给分) (3)大于(1分)
解析 本题主要考查种群密度、种群数量的变化规律以及能量流动等相关知识。(1)乙种动物的种群密度为550头÷250 km2=2.2 头·km-2。当乙种动物的种群数量为K/2,即种群密度为500头÷250 km2=2 头·km-2时,种群增长速度最快。(2)丙种动物的数量增加,造成乙种动物被丙种动物捕食增多,乙种动物数量减少,从而减少了对甲种植物的捕食,导致甲种植物数量增加。(3)由于能量流动具有逐级递减的特点,因此处于第二营养级的乙种动物同化的能量要大于丙种动物同化的能量。
易错警示 注意区分种群密度与种群数量。当种群数量达到K/2时,种群增长速率最大,此时的种群密度为K与种群生活面积(或空间)的比值的一半。
26.(2015海南单科,28,9分)回答下列关于红树林生态系统的问题:
(1)红树林具有调节气候、保护海岸的作用。从生物多样性价值的角度分析,这种作用所具有的价值属于 (填“直接”“间接”或“潜在”)价值。
(2)某红树林生态系统的碳循环如图所示。图中A是一种气体,B、C、D、E和F表示生物成分,箭头表示碳流动的方向。
图中A表示 ,生物成分E表示 ,生物成分F表示 , 表示初级消费者。
答案 (1)间接(1分)
(2)CO2 生产者 分解者 C(每空2分,共8分)
解析 (1)红树林对生态系统起到重要调节功能,属于间接价值。(2)双向箭头两端分别为生产者和大气中的CO2(无机环境),分析题图可知:A表示CO2,E表示生产者,F表示分解者,C表示初级消费者。
解题关键 根据单双箭头判断生产者和CO2是解题关键。
27.(2014课标全国Ⅱ,31,9分)某陆地生态系统中,除分解者外,仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。调查得知,该生态系统有4个营养级,营养级之间的能量传递效率为10%~20%,且每个种群只处于一个营养级。一年内输入各种群的能量数值如表所示,表中能量数值的单位相同。
种群 甲 乙 丙 丁 戊
能量 3.56 12.80 10.30 0.48 226.50
回答下列问题:
(1)请画出该生态系统中的食物网。
(2)甲和乙的种间关系是 ;种群丁是该生态系统生物组分中的 。
(3)一般来说,生态系统的主要功能包括 、 ,此外还具有信息传递等功能。碳对生物和生态系统具有重要意义,碳在 和 之间的循环主要以CO2的形式进行。
答案 (9分)(1)(3分)
(2)捕食(1分) 消费者(1分,其他合理答案也给分)
(3)物质循环 能量流动 生物群落 无机环境(每空1分,共4分,其他合理答案也给分)
解析 (1)根据能量传递的规律,戊的能量最多,为生产者,其次是乙、丙,因两者能量值相差较小,两者处于同一营养级,为初级消费者,甲为次级消费者,丁为三级消费者。(2)从食物网可知甲与乙的种间关系为捕食,种群丁为消费者或三级消费者。(3)生态系统的功能:①物质循环;②能量流动;③信息传递。碳在生物群落中以有机物的形式进行传递,在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式进行循环。
28.(2013江苏单科,26,7分)在江苏某地进行稻田养鱼的实验研究。6月5日在一定面积的实验小区插秧后放养300条小鲫鱼(杂食性),稻田水深8~10 cm。对照小区不放鱼,其他条件相同。所有处理设置3次重复,实验持续2个月,期间检测浮游植物生物量(干重)。请回答下列问题:
(1)每个处理设置3次重复,其主要目的是 。
(2)实验的第一个月期间,检测发现实验组浮游植物生物量显著高于对照组,原因分析如下:放鱼对浮游植物的不利之处是鱼的取食作用;有利之处是鱼粪便为浮游植物提供营养物质,以及鱼会大量捕食 从而减弱其对浮游植物的捕食作用。在此期间,有利因素占据优势。
(3)实验的第二个月期间,所有小区的浮游植物生物量均显著下降,主要原因是此时生长旺盛的水稻与浮游植物之间具有 关系。
(4)放养鱼增加了该生态系统中 的复杂性,从而增加了该生态系统中 的速率。
(5)除了上述因素之外,对该实验研究影响最大的不定因素是 (填序号)。
①鸟 ②土壤质地 ③光照 ④水体肥力 ⑤稻田杂草
答案 (1)减少实验误差(增加实验的精确性)
(2)浮游动物
(3)竞争
(4)营养结构(食物网或食物链) 物质转化和能量流动
(5)①
解析 本题主要考查食物链、食物网、物质转化和能量流动的相关知识。(1)实验设计应遵循平行重复原则,故每个处理设置3次重复,主要目的是减少实验误差。(2)与对照组相比,实验组放养的杂食性鲫鱼会大量捕食以浮游植物为食的浮游动物,同时鱼的粪便为浮游植物提供营养物质,使实验组的浮游植物生物量显著高于对照组。(3)随着时间的延续,浮游植物和水稻竞争稻田中有限的矿质元素等生存条件,水稻生长旺盛即水稻在竞争中处于优势地位,浮游植物便会大幅度减少,浮游植物光合产量也下降,最终导致以浮游植物为食的浮游动物减少。(4)稻田中鱼类的加入,增加了该生态系统营养结构的复杂性,从而增加了该生态系统中物质转化和能量流动的速率。(5)该实验的实验变量为鲫鱼的有无,与②土壤质地、③光照、④水体肥力、⑤稻田杂草相比,①鸟可以捕食鲫鱼,故对该实验研究影响最大的不定因素应为①鸟。
29.(2012江苏单科,26,8分)江苏某小型天然湖泊原有少量鱼类,后改造为人工鱼塘,投饵养殖植食性鱼类和肉食性鱼类,两类鱼均无滤食浮游生物的能力。养殖前后生态调查的数据见表,请回答下列问题:
生物类群、物 种数和生物量 调查结果
2007年(养殖前) 2010年(养殖后)
水生高 等植物 物种数 13 5
生物量(湿重 kg/1 000m2) 560 20
浮游藻类 物种数 11 20
生物量(干 重g/m3) 2 10
鱼类 物种数 15 8
生物量(湿重 kg/1 000m2) 30 750
虾、贝等 小型动物 物种数 25 8
生物量(湿重 kg/1 000m2) 55 13
(1)改为人工鱼塘后,该湖泊生物群落的 结构发生了显著变化。
(2)从种间关系的角度分析,水生高等植物明显减少的直接原因是 、 。
(3)从表中可以推测,与2007年相比,2010年湖水中生物体内所含的总能量显著增加,其主要原因是 。
(4)虾、贝等小型动物能摄食鱼饵料。如果肉食性鱼类只摄食虾、贝等小型动物,可以推测在相同饲养条件下2010年肉食性鱼类的总量将会 ,植食性鱼类的总量将会 。
(5)若对该湖泊进行生态修复,除停止养鱼外,还需恢复水生高等植物,以抑制浮游藻类生长。在这一过程中水生高等植物的直接作用是 、 。
答案 (1)食物链 (2)捕食者(植食性鱼类)增加 竞争者(浮游藻类)大量繁殖 (3)投饵输入大量能量 (4)减少 增加 (5)吸收营养物质 竞争光照
解析 本题考查了人工鱼塘中生物种群数量的变化、能量流动、生态系统的恢复等相关知识。(1)(2)小型天然湖泊改为人工鱼塘后,由于养殖的两类鱼均不能以浮游藻类为食,导致浮游藻类大量繁殖,而水生高等植物在植食性鱼类的捕食和浮游藻类的竞争作用的联合影响下,数量明显减少,整个生物群落的营养结构(食物链和食物网)也随之发生了显著变化。(3)与养殖前相比,人工投饵使输入该湖泊生态系统的总能量显著增多。(4)正常情况下,肉食性鱼类能捕食植食性鱼类和虾、贝等小型动物,若肉食性鱼类仅以虾、贝等小型动物为食,由于食物来源减少,其数量会减少;而植食性鱼类由于天敌(肉食性鱼类)和竞争者(虾、贝等)减少,其数量将会增加。(5)在生态系统修复的过程中,水生高等植物可通过吸收水中的N、P等营养物质、竞争光照,来抑制浮游藻类的生长。
30.(2012安徽理综,30Ⅱ,8分)某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究,结果如下表,单位是J/(hm2·a)。
植物 田鼠 鼬
固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量
2.45×1011 1.05×109 7.50×108 7.15×108 2.44×107 2.25×107 2.18×107
(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是 。
(2)在研究能量流动时,可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。在1 hm2范围内,第一次捕获并标记40只田鼠,第二次捕获30只,其中有标记的15只。该种群密度是 只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食,则会导致种群密度估算结果 。
(3)田鼠和鼬都是恒温动物,同化的能量中只有3%~5%用于 ,其余在呼吸作用中以热能的形式散失。
(4)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者,田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见,信息能够 ,维持生态系统的稳定。
答案 (1)3%
(2)80 偏高
(3)生长、发育、繁殖等生命活动
(4)调节生物的种间关系
解析 Ⅱ.本题主要考查生态系统功能和种群密度调查的相关知识。(1)分析表中数据,可求得能量从田鼠传递到鼬的效率是(2.25×107)÷(7.50×108)×100%=3%。(2)根据标志重捕法调查种群密度的公式计算:1 hm2范围内,田鼠的种群密度为(40×30)÷15=80(只)。若标记的田鼠有部分被捕食,则重捕时标记的田鼠较未被捕食时少,这样求得的田鼠种群密度会偏高。(3)田鼠和鼬同化的能量一部分以热能形式散失,另一部分用于自身的生长、发育、繁殖等生命活动。(4)通过题干所述,可知信息能够调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定。
31.(2020课标全国Ⅲ,31,9分)假设某种蓝藻(A)是某湖泊中唯一的生产者,其密度极大,使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题:
(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是 (答出2点即可)。
(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。
(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后,C种群能够迅速壮大,则C和B的种间关系是 。
答案 (1)水体富营养化,没有其他生产者的竞争
(2)
(3)竞争
解析 (1)当水体中N、P等元素增多发生富营养化时,蓝藻会大量繁殖,再加上缺乏与蓝藻竞争资源和空间的生物,因此出现了湖泊水体中蓝藻种群密度极大的现象。(2)蓝藻(A)是该湖泊中的唯一生产者,动物(B)是该湖泊中的唯一消费者,故该湖泊生态系统能量流动从蓝藻固定太阳能开始,输入蓝藻中的能量,一部分在蓝藻的呼吸作用中以热能的形式散失了,一部分用于蓝藻的生长、发育和繁殖等生命活动,储存在蓝藻的有机物中;构成蓝藻的有机物中的能量,一部分被分解者分解而释放出来,另一部分则被动物B摄入体内,这样能量就流入了第二营养级。输入第二营养级的能量,一部分在动物B的呼吸作用中以热能的形式散失,另一部分储存在动物B体内的有机物中;储存在动物B中的有机物中的能量会随着遗体残骸被分解者分解。(3)动物B、C都以蓝藻为食,故B、C之间的种间关系是竞争。
考点三 生态系统的稳定性
1.(2021河北,12,2分)湿地生态系统生物多样性丰富,鸟类是其重要组成部分。研究者对某湿地生态系统不同退化阶段的生物多样性进行了调查,结果见表。下列叙述正确的是( )
典型 湿地 季节性 湿地 中度退 化湿地 严重退 化湿地
湿地特征 常年 积水 季节性 积水 无积水 完全干涸, 鼠害严重
生物多 样性指数 2.7 2.4 2.1 1.5
鸟类丰 富度 25 17 12 9
注:生物多样性指数反映生物多样性水平
A.严重退化湿地中的鼠类吸引部分猛禽使得食物网结构最为复杂
B.因湿地退化食物不足,鸟类死亡率增加导致丰富度降低
C.湿地生态系统稳定性是其自我调节能力的基础
D.湿地退化对生物多样性的间接价值影响最大
答案 D 严重退化湿地的生物多样性指数显著降低,食物网结构变得简单,A错误;随着湿地退化,鸟类缺少栖息地和食物,鸟类会大量迁出导致丰富度降低,B错误;负反馈调节是湿地生态系统自我调节能力的基础,C错误;直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值,间接价值是对生态系统起到重要调节功能的价值,如湿地可以蓄洪防旱、净化水质、调节气候等,湿地退化会导致生物多样性指数下降明显,因此湿地退化对生物多样性的间接价值影响最大,D正确。
2.(2021湖南,4,2分)某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是( )
A.食草动物进入早期,其种群数量增长大致呈“J”型曲线
B.图中点a的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量
C.该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关
D.过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性
答案 B 食草动物进入早期,食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害,其种群数量大致呈“J”型曲线增长,A正确;环境容纳量是在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量,图中点a表示食草动物种群的数量达到最大值,但不能维持,所以该点的纵坐标不能代表食草动物的环境容纳量,B错误;当食草动物的数量增加时,植物的数量就会下降,而植物的数量下降,食草动物的数量会随之下降,生物群落内部的负反馈调节有利于维持生态系统的相对稳定,C正确;过度放牧会造成草场退化,物种丰富度下降,食物链变简单,生态系统的自我调节能力下降,抵抗力稳定性降低,D正确。
3.(2016课标全国Ⅰ,5,6分)在漫长的历史时期内,我们的祖先通过自身的生产和生活实践,积累了对生态方面的感性认识和经验,并形成了一些生态学思想,如:自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识,下列说法错误的是( )
A.生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B.若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复利用
C.“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例
D.人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的消耗标准
答案 B 生态系统中生产者固定的能量最终以热能的形式散失,而散失的热能不能被生态系统重新利用,故生态系统中的能量具有单向流动的特点,B错误。
审题方法 解题时要注意找到“题眼”,如根据本题的“能量可反复利用”即可采用直选法解题。
4.(2016江苏单科,20,2分)为修复长期使用农药导致有机物污染的农田,向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂。下列相关叙述中错误的是( )
A.加入菌剂可增加土壤中的物种多样性,提高土壤生态系统的稳定性
B.该菌剂减少了残留农药进入农作物,一定程度上阻碍了土壤中的物质循环
C.土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类,降低害虫的优势度
D.农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径,体现了基因多样性的应用价值
答案 B 向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂,可增加土壤中的物种多样性,从而提高土壤生态系统的稳定性,A项正确;该菌剂可加快有机物的分解,减少了残留农药进入农作物,在一定程度上促进了土壤中的物质循环,B项错误;土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类,使营养结构更复杂,从而降低害虫的优势度,C项正确;每个物种都是一个独特的基因库,农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径,体现了基因多样性的应用价值,D项正确。
5.(2012重庆理综,4,6分)图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图,下列叙述错误的是( )
A.为有效防治蝗灾,应在a点之前及时控制种群密度
B.a~b段,该种群的增长率与种群密度之间呈正相关
C.利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止c点出现
D.控制种群数量在d~e水平,有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性
答案 B 本题考查了种群的数量变化及其在实践中的应用等知识。分析图中曲线可发现,由起点到b点为“S”型曲线,a~b段中,该种群的增长率在逐渐下降,而种群密度在逐渐增加,二者呈负相关,故选B;a点时,种群增长速率大,此时防治蝗虫效果差,应在a点之前及时控制种群密度;利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例后,降低了出生率,故可防止c点出现;蝗虫种群数量控制在d~e水平,可大幅度降低蝗虫对各种植物的危害,同时保护了生物多样性,提高了该地生态系统的抵抗力稳定性。
6.(2011山东理综,26,15分)6月5日是世界环境日,今年我国的世界环境日主题是“共建生态文明,共享绿色未来”。草原是绿色生态环境的重要组成部分。某草原生态系统的食物网如图所示。
(1)图中食物网较简单,因此,该草原生态系统的 能力较差,其 稳定性也相应较低。除图中所示的生物类群外,该生态系统的生物组成成分还应有 才能保证其物质循环的正常进行。
(2)如果图中草能提供10 000 kJ的能量,营养级间的能量传递效率为10%~20%,那么鹰占据的营养级能够得到的最低和最高能量值分别是 kJ和 kJ。若去除蛇,且狐的数量不变,则草原容纳鹰的数量会 。若外来生物入侵该区,则会导致该草原的 锐减或丧失。
(3)影响图中兔种群数量变化的种间因素是 和竞争。若某年兔种群的K值为1 000只,且1只兔和4只鼠消耗的草量相等,其他条件不变的情况下,次年鼠的数量增加400只,则兔种群的K值变为 只。用标志重捕法调查该区鼠的种群数量时,若部分标记个体迁出,则导致调查结果 (填“偏高”或“偏低”)。
(4)草原干旱时,兔摄取水分减少,体内细胞外液渗透压 ,引起 渗透压感受器兴奋,增加抗利尿激素的释放,进而引起 对水的重吸收增加,减少排尿量,以保持体内水平衡。
答案 (1)自我调节(或:反馈调节,负反馈调节) 抵抗力 分解者
(2)10 400 增加 生物多样性(或:物种多样性)
(3)捕食 900 偏高
(4)升高 下丘脑 肾小管、集合管
解析 (1)生态系统的自我调节能力与食物网的复杂程度呈正相关,生态系统的生物组成成分包括生产者、消费者和分解者,食物网中只有生产者和消费者,没有分解者。(2)计算鹰得到的最低能量值应选最长的食物链和最低的能量传递效率,而计算鹰得到的最高能量值应选最短的食物链和最高的能量传递效率,所以鹰得到最低能量值是鹰位于第四营养级时,得到的能量值为10 000×10%×10%×10%=10(kJ),鹰得到最高能量值是鹰位于最低营养级(即第三营养级)时,得到的能量值为10 000×20%×20%=400(kJ);若去除蛇,鹰所处的营养级降低,鹰获得的能量增多,从而使草原容纳鹰的数量增加;外来物种的入侵会使该草原生物多样性锐减。(3)影响兔种群数量变化的种间因素为捕食和竞争;兔和鼠为竞争关系,在其他条件不变的情况下,鼠的数量增加400只,会导致兔的数量减少100只,所以兔种群的K值变为900只;用标志重捕法调查种群数量时,若部分标记个体迁出,会导致再捕获时被标记个体的捕获量减少,从而导致调查结果偏高。(4)兔摄取水分减少时,会使细胞外液渗透压升高,引起下丘脑渗透压感受器兴奋,增加抗利尿激素的释放,进而引起肾小管和集合管对水的重吸收增加,以维持水平衡。
7.(2019浙江4月选考,29,6分)药物A由于某种原因随着污水进入并影响湖泊生态系统。该过程的部分示意图如图,回答下列问题:
(1)在食鱼鸟类体内检测到较高浓度的药物A,该药物会使鸟类产生不良反应,这种现象属于 。生物残体、粪便等主要在湖泊的 层被分解者分解。
(2)若含药物A的污水大量流入该湖泊,使某些藻类种群大暴(爆)发,造成水体的 现象,会导致鱼类大量死亡,并可能由于 作用使该生态系统远离稳态。
(3)若药物A只是抑制某种雌鱼的生殖能力,导致出生率降低,则该鱼类种群的 将下降,最终导致种群密度下降。
(4)若对该湖泊进行污水处理使其净化,则水体中鱼类种群数量将以 增长方式恢复。
答案 (1)生物放大 底泥 (2)富营养化 正反馈
(3)自然增长率 (4)逻辑斯谛(或“S”型曲线)
解析 本题通过食物链的案例分析,考查考生对生态系统的结构与功能的知识理解,体现了对稳态与平衡观、模型与建模等要素的考查。(1)药物A由于某种原因随着污水进入并影响湖泊生态系统,在食鱼鸟类体内高度富集,导致危害的现象属于生物放大。生物残体、粪便等主要在湖泊的底泥层被分解者分解。(2)若含药物A的污水大量流入该湖泊,使某些藻类种群大暴(爆)发,会造成水体的富营养化现象,导致鱼类大量死亡,并可能由于正反馈作用使该生态系统远离稳态。(3)若药物A只是抑制某种雌鱼的生殖能力,导致出生率降低,会使该鱼类种群的自然增长率下降,最终导致种群密度下降。(4)若对该湖泊进行污水处理使其净化,则水体中鱼类种群数量将以逻辑斯谛(“S”型曲线)增长方式恢复。
知识总结 水体富营养化
水体富营养化是由水体中N、P等植物必需的矿质元素过多而引起的水质恶化的现象。水体中N、P等元素增多导致藻类和浮游植物大量繁殖,致使水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡。
8.(2017海南单科,28,8分)回答下列与生态系统稳定性有关的问题:
(1)生态系统的稳定性是指
。
(2)在广袤的非洲草原上,食草动物如同“割草机”一样,通过迁徙在不同的草场上采食,这一现象年复一年地进行着,然而食草动物所处的草原生态系统却表现出了稳定性,这是由于该生态系统具有 。
(3)草→蚱蜢→青蛙→蛇→鹰是草原生态系统的一条食物链,在这条食物链中,次级消费者是 ,在生态系统中消费者的作用有
(答出两点即可)。
答案 (1)生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力 (2)自我调节的能力 (3)青蛙 消费者是实现生态系统物质循环和能量流动的重要环节;调节种间关系;维持种群和生态系统的稳定性
解析 (2)生态系统之所以能够保持稳定性,是因为生态系统具有一定的自我调节能力。(3)该食物链中,草为生产者,蚱蜢、青蛙、蛇、鹰分别属于初级、次级、三级和四级消费者。消费者在生态系统中可以帮助植物传粉和传播种子,能够促进生态系统物质循环和能量流动,还可以调节种间关系,维持种群和生态系统的稳定性。
9.(2014山东理综,27,12分)6月8日是世界海洋日。海洋是生物圈的重要组成部分,与人类的生存和发展息息相关。
(1)根据图甲分析,要获得最大持续捕捞量,捕捞后大黄鱼种群数量应处于 点。用标志重捕法调查大黄鱼种群密度时,若标记个体更易于被捕食,则种群密度的估计值 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(2)海洋鱼类生活在不同的水层,这体现了生物群落的 结构。新建码头的桩柱表面很快被细菌附着,随后依次出现硅藻、藤壶、牡蛎等,该过程称为 。
(3)图乙表示某海域能量流动简图,A、B、C、D表示生态系统的组成成分。图中 和 (填字母)在碳循环过程中起着关键作用;能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为 。
(4)海洋会受到石油、工业废水、生活污水等污染。如果污染超过海洋生态系统的 ,海洋生态系统就很难恢复到原来的状态。
答案 (1)b 偏高 (2)垂直 (群落的)演替(或原生演替) (3)A B(两空可颠倒) 20% (4)自我调节能力(或自净能力)
解析 (1)从题图甲中可看出b点时种群增长速率最大,要获得最大持续捕捞量,捕捞后大黄鱼种群数量应处于b点;用标志重捕法调查种群密度时,若标记个体更易于被捕食,则重捕率降低,种群密度的估计值偏高。(2)海洋鱼类生活在不同的水层,体现了生物群落的垂直结构;从最初没有生物到被多种生物附着,这个过程称为(群落的)演替。(3)分析题图乙可知,A为生产者,B为分解者,D为初级消费者,C为次级消费者,在碳循环过程中起关键作用的是生产者和分解者;第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为(1.5×106)÷(7.5×106)×100%=20%。(4)如果污染超过海洋生态系统的自我调节能力(或自净能力),海洋生态系统很难恢复。
新人教一轮复习—10年真题分类训练
专题23 生态系统及其稳定性
考点一 生态系统的结构
1.(2021浙江6月选考,7,2分)下列关于生态金字塔的叙述,正确的是( )
A.生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系
B.生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链
C.生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列
D.生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制
答案 A 生态金字塔是指各营养级之间的某种数量关系,可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位,A正确;生态金字塔中每个营养级的所有生物处于各自食物链的同一环节,但不一定属于同一食物链,B错误;生物量金字塔存在倒置的情况,如英吉利海峡的浮游植物和浮游动物的生物量关系,C错误;生态金字塔可分别以个体数量、生物量和能量为指标绘制,D错误。
2.(2021广东,2,2分)“葛(葛藤)之覃兮,施与中谷(山谷),维叶萋萋。黄鸟于飞,集于灌木,其鸣喈喈”(节选自《诗经·葛覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个( )
A.黄鸟种群 B.生物群落 C.自然生态系统 D.农业生态系统
答案 C 题中诗句大概的意思是“葛藤是如此绵长啊,蔓延在山谷中,繁茂的叶子一片青青。山谷间飞起美丽的黄莺,它轻轻地降落在灌木林丛,婉转的鸣叫声这般动听”,可见诗中描述的是山谷中所见的美景,这构成了一个自然生态系统。故选C。
3.(2020浙江7月选考,11,2分)下列关于营养级的叙述,正确的是( )
A.营养级的位置越高,归属于这个营养级的能量通常越多
B.自然生态系统中的所有绿色植物都属于生产者营养级
C.营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和
D.食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的
答案 B 生态系统的能量流动有两个特点:①能量流动是单向的,即在生态系统中,能量只能从第一营养级流向第二营养级,再依次流向后面的各个营养级,不可逆转,也不能循环流动;②能量在流动过程中逐级递减,即输入一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级,会有一部分丢失,一般来说, 相邻两营养级间的能量传递效率为10%~20%,所以营养级的位置越高,归属于该营养级的能量越少,A、D错误;生态系统中的自养生物称为生产者,主要是进行光合作用的绿色植物,故所有绿色植物都属于生产者营养级(或第一营养级),B正确;营养级是指处于食物链同一环节上所有生物的总和,而非同种生物的总和,C错误。
4.(2015课标全国Ⅱ,4,6分)下列有关生态系统的叙述,错误的是 ( )
A.生态系统的组成成分中含有非生物成分
B.生态系统相对稳定时无能量输入和散失
C.生态系统维持相对稳定离不开信息传递
D.负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定
答案 B 生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量以及生物成分,A项不符合题意;生态系统相对稳定时,仍有能量的输入和散失,B项符合题意;信息传递能调节生物的种间关系,以维持生态系统的相对稳定,C项不符合题意;负反馈调节使生态系统达到和保持相对稳定的状态,D项不符合题意。
方法技巧 任何一种“量”的稳定都源于其“来源”与“去路”的平衡。
5.(2015天津理综,1,6分)下图表示生态系统、群落、种群和个体的从属关系。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.甲是生物进化的基本单位
B.乙数量达到环境容纳量后不再发生波动
C.丙是由生产者和消费者构成的
D.丁多样性的形成受无机环境影响
答案 D 由图可知:甲为个体,乙为种群,丙为群落,丁为生态系统。生物进化的基本单位是种群,A错误;种群数量达到环境容纳量后仍会出现上下波动,B错误;群落包括生产者、消费者和分解者,C错误;生态系统的多样性受无机环境的影响,D正确。
6.(2014海南单科,16,2分)关于土壤微生物的叙述,错误的是( )
A.土壤微生物参与生态系统的物质循环
B.土壤微生物可作为生态系统的分解者
C.秸秆经土壤微生物分解后可被农作物再利用
D.土壤中的硝化细菌是异养生物,因而不属于生产者
答案 D 土壤微生物以腐生为主,所以多数为生态系统的分解者,参与生态系统的物质循环,A、B正确;秸秆经土壤微生物分解成水、无机盐和二氧化碳,这些成分可被农作物再利用,C正确;硝化细菌是化能自养型生物,在生态系统中属于生产者,D错误。
7.(2013广东理综,5,4分)图2所示某湖泊的食物网,其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼,若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼,将出现的情况是( )
图2
A.鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量
B.土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势
C.浮游动物总量锐减后再急升
D.浮游植物总量急升后再锐减
答案 A 本题考查食物网的基本知识。由题中信息“鱼a、鱼b为两种小型土著鱼”且题干中说明鲈鱼以中小型鱼类为食可推知鲈鱼处于食物链的第四营养级,根据“某一营养级只有10%~20%的能量能够流到下一个营养级”的知识可推知A项正确;土著鱼与鲈鱼属于捕食关系,B项错误;引入鲈鱼短时间内,鱼a、鱼b将减少,浮游动物总量增加,浮游植物减少,C、D项错误。
8.(2012浙江理综,5,6分)图是某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量变化关系的示意图(图中不同阴影的面积表示不同比例尺下的个体数量)。下列有关叙述错误的是( )
A.图中所含的食物链为捕食食物链
B.这些生物的种群数量在各自的K值上下波动
C.旅鼠的种群数量主要是由外源性因素调节的
D.旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的数量变化是一种正反馈调节
答案 D 此题考查食物链中生物数量变化的相关知识。由植物、旅鼠及其天敌形成的食物链为植物→旅鼠→旅鼠的天敌,此食物链为捕食食物链,A正确;三种生物都生存在资源有限的环境中,都存在环境容纳量(K值),并且种群数量都在各自的K值上下波动,B正确;旅鼠的种群数量变化主要是由食物和天敌的变化引起的,C正确;在这三种生物所形成的食物链中,捕食者数量的增多,必然会引起被捕食者种群数量的减少,这属于负反馈调节,D错误。
9.(2012海南单科,20,2分)某河流中五年前引进了一种外来植物(甲)。跟踪调查发现,五年来,该河流中甲种群密度逐年显著增加,土著食草鱼类和水草的种群密度逐年显著减少。下列叙述正确的是( )
A.五年来该河流中甲种群的种内竞争不断增强
B.甲的引进并不能改变该河流生态系统的结构
C.大量投放土著食草鱼类可有效地控制甲的蔓延
D.该河流中所有的生物和底泥共同组成河流生态系统
答案 A 本题主要考查外来物种入侵对生态系统稳定性的影响方面的知识。刚进入一个新环境中的物种,最初种群密度会显著增加,同时由于该种群密度的增大,种内竞(斗)争也在加剧。甲的引进改变了该生态系统的成分、食物链、食物网,即:改变了该生态系统的结构。要有效地控制甲的蔓延,就要投入与甲有竞争或捕食关系的生物,而土著食草鱼类不食甲,只食当地水草,大量投放土著食草鱼类不能控制甲的蔓延。该河流中所有的生物、底泥、水、空气、阳光等共同组成一个生态系统。
10.(2020山东,24,9分)与常规农业相比,有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的使用,加大有机肥的应用,对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示,三种农业模式土壤生物情况如表所示。
取样深度 (cm) 农业模式 生物组分 (类) 食物网复杂程度 (相对值)
0~10 常规农业 有机农业 无公害农业 15 19 17 1.06 1.23 1.10
10~20 常规农业 有机农业 无公害农业 13 18 16 1.00 1.11 1.07
(1)土壤中的线虫类群丰富,是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级,与食细菌线虫相比,捕食性线虫同化能量的去向不包括 。某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统,其判断依据是 。
(2)取样深度不同,土壤中生物种类不同,这体现了群落的 结构。由表中数据可知,土壤生态系统稳定性最高的农业模式为 ,依据是 。
(3)经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类群,从土壤生物食物关系的角度分析,捕食性线虫体内镉含量高的原因是 。
(4)植食性线虫主要危害植物根系,研究表明,长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少,依据图中信息分析,主要原因是
。
答案 (1)流入下一个营养级 土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体
(2)垂直 有机农业 生物组分多,食物网复杂程度高
(3)镉随着食物链的延长逐渐积累
(4)长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加,引起捕食性线虫增加,植食性线虫因被大量捕食而减少,减少量多于其因植物根系增长而增加的量
解析 (1)分析题图可知,捕食性线虫处于最高营养级,捕食性线虫同化能量的去向有呼吸作用消耗、流向分解者、暂时未被利用,而食细菌线虫同化能量的去向有呼吸作用消耗、流向分解者、暂时未被利用及流向下一个营养级,可见与食细菌线虫相比,捕食性线虫同化能量的去向不包括流向下一个营养级。生态系统是由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体,可见判断土壤是一个生态系统的依据是土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和它的无机环境相互作用而形成的统一整体。(2)取样深度不同,土壤中生物种类不同,这体现了群落的垂直结构。分析表中信息可知,无论是0~10 cm还是10~20 cm的深度,有机农业的生物组分最多,食物网最复杂,因此其土壤生态系统稳定性最高。(3)在食物网中,由于富集作用,镉随着食物链的延长逐渐积累,因此食物链上营养级越高的生物体内镉的含量越高。(4)结合本题信息分析图可推断,长期施用有机肥后腐生细菌会增多,它的增多会导致食细菌线虫增加,从而引起捕食性线虫增加,植食性线虫因被捕食性线虫大量捕食而减少,减少量多于其因植物根系增长而增加的量。
11.(2019课标全国Ⅰ,31,8分)某果园中存在A、B两种果树害虫,果园中的鸟(C)可以捕食这两种害虫;使用人工合成的性引诱剂Y诱杀B可减轻B的危害。回答下列问题。
(1)果园中包含害虫A的一条食物链是 。该食物链的第三营养级是 。
(2)A和B之间存在种间竞争关系,种间竞争通常是指 。
(3)性引诱剂Y传递给害虫B的信息属于 。使用性引诱剂Y可以诱杀B的雄性个体,从而破坏B种群的 ,导致 降低,从而减轻B的危害。
答案 (1)果树→A→C C
(2)两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象
(3)化学信息 性别比例 种群密度
解析 本题借助生态系统结构与功能的相关知识,考查考生综合运用所学知识解决生物学问题的能力;通过分析种间关系及害虫防治方法,体现了生命观念中的稳态与平衡观。(1)该食物链的起点必须是生产者果树,所以果园中包含害虫A的一条食物链是果树→A→C。鸟(C)以果树害虫(A)为食,属于次级消费者,位于第三营养级。(2)种间竞争是指两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象。(3)人工合成的性引诱剂属于生态系统中的化学信息,利用其诱杀B种群的雄性个体,可以破坏B种群的性别比例,使很多雌性个体不能完成交配,无法产生后代,从而使该种害虫的种群密度降低。
知识归纳 信息传递的种类、特点及其在生态系统中的作用
生态系统中信息种类包括物理信息(如光、声、温度、湿度、磁力等)、化学信息(如生物碱、有机酸等物质)和行为信息(动物的特殊行为);信息传递可以发生在生物与生物之间及生物与环境之间,并不一定从低营养级向高营养级传递。信息传递在生物种群的繁衍、调节生物的种间关系以及维持生态系统的稳定性过程中都发挥着重要作用。
12.(2017江苏单科,26,8分)某地因采矿导致地表下沉,成为无法利用的荒地。为了改变这种状况,有关部门因地制宜,通过引水等措施,将该地改造成湿地生态公园,一些生物陆续迁入,并逐渐形成相对稳定的生物群落。如图是该公园生态系统食物网的一部分,请回答下列问题:
(1)该公园生物群落的变化属于 演替。
(2)图中昆虫与杂食性鱼类之间的种间关系有 。
(3)在黑斑蛙的繁殖季节,雄蛙通过叫声这种 信息求偶;雌蛙通常在近岸水深10~30 cm的草丛间产卵,可采用 法了解该蛙卵块的密度。
(4)因该水域有些渗漏,补水时曾不慎引入含除草剂的水,导致一些水草死亡。水草腐烂后,图中所示的生物类群中最先快速增殖的是 。
(5)图中既含有初级消费者,又含有次级消费者的生物类群有 。若蛙类与猛禽之间还存在1个营养级,请写出该营养级中2类不同纲的生物: 。
答案 (1)次生 (2)捕食和竞争 (3)物理 等距取样 (4)浮游生物类 (5)底栖动物类、杂食性鱼类、滤食性鱼类 蛇类、肉食性鱼类、鼠类(任写其中两类)
解析 本题考查群落演替、生态系统中食物网等的相关知识。(1)次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物种子或其他繁殖体的地方发生的演替,该公园生物群落的变化属于次生演替。(2)由于杂食性鱼类捕食昆虫,且昆虫和杂食性鱼类都捕食水草,二者又存在竞争关系,故它们的种间关系有捕食和竞争。(3)声音属物理信息;因为雌蛙通常在近岸水深10~30 cm的草丛间产卵,所以可采用等距取样法调查蛙卵块的密度。(4)水草腐烂后,分解者将其体内的有机物分解为无机物,之后被生产者吸收利用,因此图中所示的生物类群中最先快速增殖的是浮游生物类(包括分解者)。(5)在食物链中,初级消费者和次级消费者分别位于第二、三营养级。分析题图可知:浮游生物类包括浮游植物和浮游动物,底栖动物类、杂食性鱼类、滤食性鱼类既含初级消费者,又含次级消费者。蛙类可被蛇类和肉食性鱼类、鼠类等生物捕食,同时猛禽又可捕食肉食性鱼类、蛇类和鼠类等生物,故以蛙为食的不同纲的生物有蛇类、肉食性鱼类、鼠类等。
13.(2016课标全国Ⅲ,31,8分)冻原生态系统因其生物的生存条件十分严酷而独具特色,有人曾将该生态系统所处的地区称为“不毛之地”。回答下列问题:
(1)由于温度的限制作用,冻原上物种的丰富度较低。丰富度是指 。
(2)与热带森林生态系统相比,通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累,其原因是 。
(3)通常,生态系统的食物链不会很长,原因是 。
答案 (1)群落中物种数目的多少(2分) (2)低温下,分解者的分解作用弱(3分) (3)能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的(3分,其他合理答案可酌情给分)
解析 (1)丰富度是指群落中物种数目的多少。(2)冻原生态系统中,环境温度低,分解者的数量少且分解能力弱,导致土壤有机物质分解量少,有利于土壤有机物质的积累。(3)因能量沿食物链流动时是逐级递减的,所以生态系统的食物链不会很长。
评分细则 (1)只要答出关键词“物种数目”“生物种类”即可得2分。回答“个体”“种群”等都不得分。
(2)只要答出关键词“低温、分解作用低”或“低温、分解(降解)酶的活性低”等皆可得3分。错别字不得分。回答“冻原生态系统的稳定性低”“冻原生态系统的成分少”等都不得分。
(3)只要答出关键词“生态系统的能量流动逐级递减”即可得分。只答“单向流动”不得分。
14.(2013全国,33,11分)某一池塘中有三个优势种群,分别是鳙鱼、浮游动物A和浮游植物B,其中鳙鱼以浮游动物A为食,浮游动物A以浮游植物B为食。
回答下列问题:
(1)为提高池塘鳙鱼的产量,采取向池塘中施肥和捕捞小型野杂鱼等措施,其中施肥的作用是直接提高 的种群数量。捕捞野杂鱼的作用是降低其与鳙鱼对 、 和空间等资源的竞争。
(2)若大量捕捞使池塘中的鳙鱼数量减少,则短时间内会导致 的种群数量迅速下降。
(3)若池塘施肥过量,一段时间后,池塘内上述三个优势种群消失了两个,它们是 ,消失的主要原因是缺少 。再经过一段时间后,仅存的一个优势种群也基本消失,而另一类生物如微生物大量繁殖,使水体变黑发臭,该类生物在生态系统中属于 。
答案 (1)浮游植物B(2分) 食物(1分) 氧气(或溶解氧)(1分)
(2)浮游植物B(1分)
(3)浮游动物A和鳙鱼 氧气(或溶解氧) 分解者(每空2分,共6分)
解析 本题考查生态系统及其结构的相关知识。由题中信息可知,此三个优势种构成的食物链为:浮游植物B→浮游动物A→鳙鱼。(1)浮游植物B能进行光合作用,施肥能为浮游植物B提供光合作用必需的矿质元素(无机盐),因而向池塘中施肥的作用是直接提高浮游植物B的种群数量;鳙鱼与池塘中处于同一营养级的野杂鱼为竞争关系,两者将争夺空间、食物、氧气等资源。(2)鳙鱼数量减少,短时间内将引起浮游动物A数量增加和浮游植物B数量减少。(3)若池塘施肥过量,会导致池塘内微生物大量繁殖,而造成池塘中溶解氧降低,一段时间后,三个优势种群中,因为缺氧而最先死亡的是鳙鱼和浮游动物A。再过一段时间,浮游植物B也基本消失,大量繁殖的微生物分解动植物的遗体,所以属于分解者。
15.(2011课标,31,12分)某岛屿栖息着狐和野兔,生态系统相对稳定。后来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐,狐也捕食羊羔。第5年,岛上狐濒临灭绝,但野兔数量大大超过人登岛前的数量。第6年,野兔种群暴发了由兔瘟热病毒引起的瘟疫,其数量骤减。回答问题:
(1)人与狐的种间关系是 ,兔瘟热病毒与野兔的种间关系是 。
(2)画出由人、羊、狐、野兔和牧草组成的食物网。
(3)人登岛后的第5年,与登岛前相比,野兔种内斗争强度 (增加、减小、不变)。
(4)一般情况下,被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而 (增强、减弱、不变)。
答案 (1)竞争和捕食 寄生
(2)
(3)增加 (4)减弱
解析 (1)根据题中的信息可知,人捕食狐且人和狐又捕食野兔,故人和狐的种间关系是竞争和捕食;兔瘟热病毒寄生在野兔体内。
(2)由人、羊、狐、野兔和牧草之间的捕食关系,可绘出如图食物网:
。
(3)人登岛后的第5年,狐濒临灭绝,野兔数量大幅度增加,由于岛上的资源和空间有限,野兔种内斗争强度增加。
(4)一般情况下,在捕食过程中,捕食者优先捕捉到的是老弱病残的被捕食者,随着患病个体不断被淘汰,传染病的流行程度将随着捕食者种群密度的增加而减弱。
16.(2011全国,32,11分)回答下列与生态学有关的问题:
(1)某人将未经检疫的外来鱼类和水草大量引进某水域生态系统后,导致该水域的生物多样性下降。从种间关系的角度分析,引起这种不良后果的原因是本地原有物种和外来物种之间可能存在着 、 、 的关系。
(2)某相对稳定的水域生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群,各种群生物体内某重金属的含量如表。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中,消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。
种群 甲 乙 丙 丁 戊
重金属含量 (μg/kg鲜重) 0.003 7 0.003 7 0.035 0.035 0.34
据表中数据绘出该生态系统的食物网。
答案 (1)竞争 捕食 寄生(每空2分,共6分)
(2)(共5分)
解析 (1)因引入外来物种导致本地生物多样性下降,说明引入物种与本地原有物种间可能存在着竞争、捕食、寄生的关系。(2)甲、乙种群重金属含量相同,丙、丁种群重金属含量相同且高于甲、乙,戊种群重金属含量最高,说明甲、乙为第一营养级,丙、丁为第二营养级,而戊则为第三营养级。
17.(2018课标全国Ⅲ,32,10分)如图是某农业生态系统模式图。
据图回答下列问题:
(1)蚯蚓生命活动所需的能量来自生活垃圾中的 (填“有机物”或“无机物”)。生活垃圾中的细菌和真菌属于分解者,在生态系统中分解者的作用是 。
(2)根据生态系统中分解者的作用,若要采用生物方法处理生活垃圾,在确定处理生活垃圾的方案时,通常需要考虑的因素可概括为3个方面,即 。
(3)有机肥在土壤中经分解、转化可产生N,通常植物根系对N的吸收是通过 运输完成的。
答案 (1)有机物 将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 (2)待分解垃圾的性质、引进的分解者生物的种类、处理环境的理化条件 (3)主动
解析 (1)蚯蚓为异养生物,其生命活动所需能量来自生活垃圾中的有机物,属于生态系统中的分解者,分解者的作用是将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。(2)用生物方法处理生活垃圾,需考虑分解者的种类、待分解垃圾的性质以及分解者分解垃圾时所处环境的理化条件等。(3)植物根细胞可通过主动运输吸收K+、N等无机盐离子。
考点二 生态系统的功能
1.(2021北京,11,2分)野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点,除用于生态治理外,其中一些可替代木材栽培食用菌,收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是( )
A.种植此类草本植物可以减少水土流失
B.菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用
C.用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源
D.菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移
答案 B 野生草本植物根系发达,可以减少水土流失,A正确;能量流动的特点是单向流动、逐级递减,能量不能循环利用,B错误;用作培养基的草本植物中的蛋白质等可为食用菌提供碳源和氮源,C正确;野生草本植物栽培食用菌,菌渣可作饲料,实现了物质在植物、真菌和动物间的转移,D正确。
2.(2020课标全国Ⅰ,6,6分)土壤小动物对动植物遗体的分解起着重要的作用。下列关于土壤小动物的叙述,错误的是( )
A.调查身体微小、活动力强的小动物数量常用标志重捕法
B.土壤中小动物类群的丰富度高,则该类群含有的物种数目多
C.土壤小动物的代谢活动会影响土壤肥力,进而影响植物生长
D.土壤小动物呼吸作用产生的CO2参与生态系统中的碳循环
答案 A 调查身体微小、活动力强的小动物数量常用取样器取样法,A错误;群落中物种数目的多少称为丰富度,土壤中小动物类群的丰富度高,说明该类群含有的物种数目多,B正确;土壤小动物的代谢活动会产生排遗物,影响土壤肥力,进而影响植物生长,C正确;生产者、消费者和分解者的呼吸作用产生的CO2都可参与生态系统中的碳循环,D正确。
3.(2020课标全国Ⅲ,6,6分)生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述,错误的是( )
A.消费者没有参与碳循环的过程
B.生产者的光合作用是碳循环的重要环节
C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节
D.碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环
答案 A 碳循环是指碳元素在无机环境与生物群落之间的循环过程,消费者通过捕食或寄生获得上一营养级生物有机物中的碳,再通过呼吸作用将有机物氧化分解,C元素以CO2的形式被释放到无机环境,所以消费者参与了碳循环,A错误;生产者进行光合作用将无机环境中的CO2合成有机物,此过程是C元素从无机环境流入生物群落的最主要途径,同时也为生态系统中的消费者和分解者提供了直接或间接的有机物来源,是碳循环的重要环节,B正确;土壤中微生物的呼吸作用将动植物遗体、动物粪便中有机形式的碳分解成CO2回归无机环境,这是C元素从生物群落流回无机环境的重要一环,C正确;综上分析可知,通过光合作用C元素以CO2的形式从无机环境流入生物群落,通过各生物成分的呼吸作用又以CO2的形式从生物群落流回无机环境,碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式循环,D正确。
4.(2019课标全国Ⅱ,6,6分)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示,并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔,则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草,第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木,第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是( )
A.前者为金字塔形,后者为倒金字塔形
B.前者为倒金字塔形,后者为金字塔形
C.前者为金字塔形,后者为金字塔形
D.前者为倒金字塔形,后者为倒金字塔形
答案 A 本题以生态系统的结构与功能相关知识为载体,考查考生获取信息的能力;题目通过对比不同生态系统的数量金字塔,体现了对科学思维素养中演绎与推理要素的考查。夏季草原生态系统中,第二营养级羊的数量远少于第一营养级牧草的数量,其数量金字塔为金字塔形,而森林生态系统中,第二营养级昆虫的数量远多于第一营养级乔木的数量,其数量金字塔为倒金字塔形,A正确,B、C、D错误。
5.(2016课标全国Ⅲ,5,6分)我国谚语中的“螳螂捕蝉,黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中,捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是( )
A.鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B.该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C.鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
D.鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
答案 C 本题通过问题探讨的形式考查生态系统的营养结构,属于对科学思维中演绎与推理要素的考查。根据题意可写出食物链:植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰。鹰的迁入延长了食物链,使能量消耗的环节(营养级)增加,但没有改变能量流动的方向,C正确,D错误;鹰的迁入使黄雀的数量减少,导致黄雀的食物螳螂的数量增多,进而导致蝉的数量减少,A错误;细菌产生的能量大多以热能的形式散失,不能流向生产者,B错误。
6.(2015海南单科,25,2分)关于草原生态系统能量流动的叙述,错误的是( )
A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程
B.分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量
C.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量
D.生产者固定的能量除用于自身呼吸外,其余均流入下一营养级
答案 D 本题主要考查生态系统的能量流动等相关知识。能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程,A正确;分解者的作用就是将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物,并从中获取生命活动所需的能量,B正确;生态系统维持正常功能需要不断地输入光能,C正确;生产者固定的能量除用于自身呼吸外,部分流向分解者,部分流向下一营养级,D错误。
易错警示 除最高营养级生物外,每一营养级生物同化的能量有四个去向:呼吸消耗、流向下一营养级、被分解者分解和未利用。
7.(2015福建理综,4,6分)如图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值,单位是J·m-2·a-1)。下列叙述正确的是( )
A.该食物网中最高营养级为第六营养级
B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357 J·m-2·a-1
D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
答案 B 该食物网中最长的食物链为:浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼,最高营养级为第五营养级,A错误;该食物网中第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(3 780+4 200)÷31 920×100%=25%,B正确;太阳鱼呼吸作用消耗的能量、流向分解者的能量和未利用的能量共计1 483-126=1 357(J·m-2·a-1),C错误;该食物网中的生物只有生产者和消费者,没有分解者,不能和无机环境构成一个生态系统,D错误。
易错警示 能量传递效率=(下一营养级同化量/本营养级同化量)×100%,下一营养级若为多种生物,应先求和再计算传递效率。
8.(2014海南单科,17,2分)用各营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中,第一营养级生物为栎树,第二营养级生物为昆虫,第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟,第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是( )
答案 B 分析生态系统的数量金字塔需要参考生物个体的大小。第一、二营养级分别是栎树(体型很大)和昆虫,所以第二营养级生物的数量多于第一营养级的,A错误;与第二营养级生物相比,第三营养级生物含有的能量少,并且生物个体较大,所以第三营养级生物的数量少于第二营养级的,同理可知蛇的数量会更少,故选B。
9.(2014江苏单科,10,2分)下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述,正确的是( )
A.富营养化水体出现蓝藻水华的现象,可以说明能量流动的特点
B.生态系统中能量的初始来源只有太阳能
C.食物链各营养级中10%~20%的能量会被分解者利用
D.无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
答案 D 蓝藻水华现象与水体中N、P增多而引起蓝藻大量繁殖有关,体现了物质的利用,未体现出能量流动的特点,A错误;生态系统中能量的初始来源包括太阳能(光合作用固定)和氧化无机物时释放的化学能(化能合成作用利用),B错误;食物链各营养级中10%~20%的能量流向下一营养级,C错误;无机环境和生物群落间物质可以循环反复利用,D正确。
10.(2012海南单科,19,2分)下图为某生态系统的能量流动简图,下列叙述错误的是( )
A.甲是生产者,乙是消费者
B.该生态系统是一个开放的系统
C.能量通过光合作用固定并进入系统,可以热能形式输出
D.甲、乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量
答案 D 本题考查的是生态系统的结构和功能方面的知识。甲能固定太阳能,是生产者。乙以甲为食,是消费者。该生态系统的能量输出到其他生态系统中,故该生态系统是一个开放的系统。太阳能必须经过生产者的光合作用(化能合成作用)转化成化学能才能进入生态系统并开始流动。生态系统的能量可以电能、热能、化学能的形式输出。生产者所固定的太阳能是流经生态系统的总能量。
11.(2019天津理综,5,6分)多数植物遭到昆虫蚕食时会分泌茉莉酸,启动抗虫反应,如分泌杀虫物质、产生吸引昆虫天敌的挥发物质等。烟粉虱能合成Bt56蛋白。该蛋白会随烟粉虱唾液进入植物,抑制茉莉酸启动的抗虫反应,使烟粉虱数量迅速增长。下列叙述错误的是( )
A.植物产生挥发物质吸引昆虫天敌体现了信息传递调节种间关系的功能
B.植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是长期共同进化的结果
C.Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的对照组快
D.开发能水解Bt56蛋白的转基因植物可为控制烟粉虱提供防治措施
答案 C 本题通过植物的抗虫反应,考查考生获取信息、解决问题的能力以及作出合理判断的能力,体现了对科学思维素养的考查。植物体遭受虫害后可产生吸引昆虫天敌的挥发性物质,体现了信息传递可以调节生物的种间关系,A正确;由题意可知,多数植物被昆虫蚕食后可启动抗虫反应,而烟粉虱可产生Bt56蛋白抑制植物的抗虫反应以便蚕食植物,说明植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是长期共同进化的结果,B正确;抑制Bt56基因的表达可使植物的抗虫反应顺利发生,从而使昆虫数量减少,所以Bt56基因表达被抑制的烟粉虱在寄主植物上的数量增长比未被抑制的对照组慢,C错误;Bt56蛋白会抑制植物的抗虫反应,故开发能水解Bt56蛋白的转基因植物可以为控制烟粉虱提供防治措施,D正确。
12.(2018课标全国Ⅲ,6,6分)某同学运用黑光灯诱捕的方法对农田中具有趋光性的昆虫进行调查。下列叙述错误的是( )
A.趋光性昆虫是该农田生态系统的消费者
B.黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息
C.黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度
D.黑光灯诱捕的方法可用于探究该农田趋光性昆虫的物种数目
答案 B 本题考查种群密度的调查方法、生态系统的成分与功能等相关知识。农田生态系统中的趋光性昆虫属于消费者,A正确;黑光灯通过物理过程传递信息,该信息属于物理信息,B错误;对于有趋光性的昆虫,用黑光灯诱捕的方法可以调查某种趋光性昆虫的种群密度,也可以探究趋光性昆虫的物种数目,C、D正确。
13.(2013四川理综,6,6分)稻田生态系统是四川盆地重要的农田生态系统,卷叶螟和褐飞虱是稻田中两种主要害虫,拟水狼蛛是这两种害虫的天敌。下列叙述错误的是( )
A.害虫与拟水狼蛛间的信息传递,有利于维持生态系统的稳定
B.防治稻田害虫,可提高生产者和消费者之间的能量传递效率
C.精耕稻田与弃耕稻田的生物群落,演替的方向和速度有差异
D.用性外激素专一诱捕卷叶螟,短期内褐飞虱种群密度会下降
答案 B 本题考查信息传递的作用、群落演替、种群密度等相关知识。害虫与拟水狼蛛间的信息传递能够调节种间关系,有利于维持生态系统的稳定;防治农业害虫,可以调整能量流动关系,使能量得到高效利用,但不能提高生产者和消费者之间的能量传递效率;人类活动可以改变群落演替的方向和速度;用性外激素专一诱捕卷叶螟,拟水狼蛛捕食褐飞虱增加,导致短期内褐飞虱种群密度下降。
14.(2020山东,10,2分)为加大对濒危物种绿孔雀的保护,我国建立了自然保护区,将割裂的栖息地连接起来,促进了绿孔雀种群数量的增加。下列说法错误的是( )
A.将割裂的栖息地连接,促进了绿孔雀间的基因交流
B.提高出生率是增加绿孔雀种群数量的重要途径
C.绿孔雀成年雄鸟在繁殖期为驱赶其他雄鸟发出的鸣叫声,属于物理信息
D.建立自然保护区属于易地保护,是保护绿孔雀的有效措施
答案 D 割裂的栖息地造成了地理隔离,从而使不同栖息地的绿孔雀之间无法进行基因交流,如果将割裂的栖息地连接起来则可以促进绿孔雀间的基因交流,A正确;绿孔雀为濒危物种,提高其出生率是增加绿孔雀种群数量的重要途径,B正确;某些生物之间可以通过鸣叫交流,鸣叫声属于物理信息,C正确;建立自然保护区属于就地保护,该措施是保护绿孔雀的有效措施,D错误。
15.(2021浙江1月选考,26,7分)(7分)原产于北美的植物——加拿大一枝黄花具有生长迅速、竞争力强的特性,近年来在我国某地大肆扩散,对生物多样性和农业生产造成了危害。回答下列问题:
(1)加拿大一枝黄花入侵了某草本群落,会经历定居→扩张→占据优势等阶段,当它取得绝对的优势地位时,种群的分布型更接近 。为了清除加拿大一枝黄花,通常采用人工收割并使之自然腐烂的方法,收割的适宜时机应在 (填“开花前”或“开花后”)。上述处理方法改变了生态系统中生产者的组成格局,同时加快了加拿大一枝黄花积聚的能量以化学能的形式流向 。
(2)加拿大一枝黄花与昆虫、鸟类和鼠类等共同组成群落,它们之间建立起以 关系为纽带的食物网。某种鸟可以在不同的食物链中处于不同的环节,其原因是 。若昆虫与鸟类单位体重的同化量相等,昆虫比鸟类体重的净增长量要高,其原因是鸟类同化的能量中用于维持 的部分较多。
(3)加拿大一枝黄花虽存在危害,但可以运用生态工程中的 技术,在造纸、沼气发酵、肥田等方面加以利用。
答案 (每空1分)(1)均匀分布 开花前 分解者
(2)营养 该种鸟的取食对象处于不同的营养级 体温 (3)物质良性循环
解析 (1)加拿大一枝黄花作为入侵物种,当它取得绝对的优势地位时,种内竞争会比较激烈,种群的分布型应更接近均匀分布。收割加拿大一枝黄花应在其开花前进行,否则加拿大一枝黄花的种子会进一步传播,进而造成更大危害。将加拿大一枝黄花人工收割并使之自然腐烂,其积聚的能量会以化学能的形式流向分解者。(2)加拿大一枝黄花与昆虫、鸟类和鼠类等共同组成生物群落,它们之间建立起了取食与被取食的复杂营养关系,构成了食物网。当某种鸟的取食对象处于不同的营养级时,该种鸟可以在不同的食物链中处于不同的环节。鸟类属于恒温动物,同化的能量中有一部分要用于维持体温,因此当昆虫与鸟类单位体重的同化量相等时,昆虫比鸟类体重的净增长量要高。(3)将加拿大一枝黄花应用于造纸、沼气发酵、肥田等方面,是运用了生态工程中的物质良性循环技术。
16.(2021山东,24,10分)海水立体养殖中,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下,M、N表示营养级。
(1)估算海参种群密度时常用样方法,原因是 。
(2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ/ (m2·a )。由M到N的能量传递效率为 %(保留一位小数),该生态系统中的能量 (填:“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。
(3)养殖的海带数量过多,造成牡蛎减产。从生物群落的角度分析,原因是 。
(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理,依据这一原理进行海水立体养殖的优点是 。在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做的目的是 。
答案 (1)海参活动能力弱,活动范围小 (2)2 488 6.3 不能 (3)由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,产量降低 (4)能充分利用空间和资源 维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产(或:实现生态效益和经济效益的可持续发展)
解析 (1)海水立体养殖中,海参处于底层,以底栖微藻、生物遗体残骸等为食,活动能力弱,活动范围小,所以估算海参种群密度时常用样方法。(2)图中M从生产者和遗体残骸中同化的能量为3 281 kJ/(m2·a)+2 826 kJ/(m2·a)=6 107 kJ/(m2·a),M呼吸作用消耗的能量为3 619 kJ/(m2·a),则M用于生长、发育和繁殖的能量为6 107 kJ/(m2·a)-3 619 kJ/(m2·a)=2 488 kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率为386 kJ/(m2·a)÷[3 281 kJ/(m2·a)+2 826 kJ/(m2·a)]×100%≈6.3%。生态系统的能量具有单向流动的特点,该生态系统中的能量不能在M和遗体残骸间循环流动。(3)养殖的海带数量过多,由于海带的竞争,小型浮游植物的数量会减少,而牡蛎滤食小型浮游植物,牡蛎的食物减少,就会造成牡蛎减产。(4)在群落中,各个生物种群分别占据了不同的空间,使群落形成一定的空间结构,利用群落的空间结构原理进行海水立体养殖的优点是能充分利用空间和资源,从而获得较高产量的养殖产品。在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做能增强该生态系统的自我调节能力,维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产,实现生态效益和经济效益的可持续发展。
17.(2021全国甲,31,8分)捕食是一种生物以另一种生物为食的现象,能量在生态系统中是沿食物链流动的。回答下列问题:
(1)在自然界中,捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉,这一现象对捕食者的意义是
(答出1点即可)。
(2)青草→羊→狼是一条食物链。根据林德曼对能量流动研究的成果分析,这条食物链上能量流动的特点是 。
(3)森林、草原、湖泊、海洋等生态系统是常见的生态系统,林德曼关于生态系统能量流动特点的研究成果是以 生态系统为研究对象得出的。
答案 (1)避免猎物被全部捕食后,捕食者自身因缺少食物而无法生存 (2)单向流动、逐级递减 (3)湖泊
解析 (1)“精明的捕食者”策略内容之一:捕食者一般不能将所有的猎物都吃掉,否则自己也无法生存。(2)食物链中能量只能单向流动,不可逆转,也不能循环流动。能量在沿着食物链流动的过程中是逐级递减的,某个营养级一般只有10%~20%的能量能够流向下一营养级。(3)林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析,发现了生态系统的能量流动特点。
18.(2021河北,22,9分)为探究全球气候变暖对生态系统的影响,研究者将20个人工淡水池塘均分成两组,对照组保持环境温度,实验组始终比对照组高4 ℃(利用温控装置),并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现,池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时,池塘中浮游植物和浮游动物生物量(单位体积水体中生物体的质量)的检测结果如图。
回答下列问题:
(1)池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为 ,池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了 演替。
(2)某种水生生物被投入池塘后,其种群数量将呈 型增长,若该生物种群密度在较长时期保持相对稳定,表明其种群数量已达到了 。
(3)从能量流动角度分析,升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是
。
(4)碳在池塘生物群落中主要以 的形式传递,碳循环具有全球性的主要原因是 。
答案 (1)群落的物种组成 次生 (2)“S” 环境容纳量(K值) (3)升温可能降低了浮游植物的光合作用速率,使生产者固定的太阳能的总量减少,或者升温提高了浮游植物和浮游动物的呼吸作用速率,使二者用于自身生长、发育和繁殖等的能量减少,最终导致该生态系统的总生物量降低 (4)(含碳)有机物 碳元素在生物群落和无机环境之间主要以CO2的形式进行流动,大气中的CO2能够随大气环流在全球范围内流动,因此碳循环具有全球性
解析 (1)一个群落区别于另外一个群落最显著的特征是群落的物种组成,池塘生物群落以浮游植物和浮游动物为主。简单的池塘生物群落保留了植物的繁殖体等,所以池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了次生演替。(2)某种水生生物被投入池塘后,由于池塘中可利用的资源是有限的,因此其种群数量呈“S”型增长,当该生物种群密度在长时间保持相对稳定时,即达到了一定的环境条件中所能维持的种群最大数量,该种群数量称为环境容纳量,即K值。(3)生态系统的总生物量取决于生态系统能量的输入和输出的差值,输入是通过生产者的光合作用等实现的,而输出则是通过呼吸作用等实现的,升温导致总生物量降低的可能原因是升温降低了浮游植物的光合作用速率,使生产者固定的太阳能的总量减少,或提高了浮游植物和浮游动物的呼吸作用速率,使二者用于自身生长、发育和繁殖等的能量减少,最终使该生态系统的总生物量降低。(4)在生物群落内部生产者被消费者捕食,生产者和消费者的部分有机物流入分解者,这些过程中碳元素都是以含碳有机物的形式流动的。由于碳元素在生物群落和无机环境之间主要以CO2的形式进行流动,而大气中的CO2能够随大气环流在全球范围内流动,因此碳循环具有全球性。
19.(2019课标全国Ⅱ,31,11分)回答下列与生态系统相关的问题。
(1)在森林生态系统中,生产者的能量来自 ,生产者的能量可以直接流向 (答出2点即可)。
(2)通常,对于一个水生生态系统来说,可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量,可在该水生生态系统中的某一水深处取水样,将水样分成三等份,一份直接测定O2含量(A);另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中,密闭后放回取样处,若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。
在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下,本实验中C与A的差值表示这段时间内 ;C与B的差值表示这段时间内 ;A与B的差值表示这段时间内 。
答案 (1)太阳能 初级消费者、分解者
(2)生产者净光合作用的放氧量 生产者光合作用的总放氧量 生产者呼吸作用的耗氧量
解析 本题主要借助光合作用与细胞呼吸的相关知识,考查考生对实验现象的分析,并对收集到的数据进行处理的能力;试题设置的“黑白瓶”实验对照,体现了对科学探究素养中结果分析要素的考查。(1)生产者通过光合作用将太阳能转化成化学能,固定在所制造的有机物中,生产者制造的有机物中的能量可以通过被初级消费者摄入而直接流向初级消费者,其残枝败叶和初级消费者粪便(属于生产者的同化量)中的能量可直接流向分解者。(2)此为“黑白瓶”法测定植物的光合速率,A为甲、乙两瓶中O2起始含量,甲瓶不透光,生产者只进行呼吸作用,若干小时后测定甲瓶中O2含量为B,A与B的差值为这段时间内生产者呼吸作用消耗的O2量;乙瓶透光,生产者既进行光合作用又进行呼吸作用,若干小时后测定乙瓶中O2含量为C,C与A的差值表示这段时间内生产者净光合作用释放的O2量;乙瓶与甲瓶中的O2含量进行比较,C与B的差异是由生产者的光合作用造成的,所以C与B的差值表示这段时间内生产者光合作用的总放氧量(产生O2量)。
20.(2018课标全国Ⅰ,29,10分)回答下列问题:
(1)大自然中,猎物可通过快速奔跑来逃脱被捕食,而捕食者则通过更快速奔跑来获得捕食猎物的机会,猎物和捕食者的每一点进步都会促进对方发生改变,这种现象在生态学上称为 。
(2)根据生态学家斯坦利的“收割理论”,食性广捕食者的存在有利于增加物种多样性,在这个过程中,捕食者使物种多样性增加的方式是
。
(3)太阳能进入生态系统的主要过程是 。分解者通过 来获得生命活动所需的能量。
答案 (1)协同进化(或答共同进化) (2)捕食者往往捕食个体数量多的物种,为其他物种的生存提供机会 (3)绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在有机物中 呼吸作用将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解
解析 本题借助猎物与天敌间相互选择,通过实例分析的形式考查生命观念中的进化与适应观。(1)大自然中猎物与捕食者在被捕食和捕食过程中相互选择,共同进化。(2)根据“收割理论”分析:食性广捕食者往往捕食个体数量多的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,食性广捕食者的存在有利于增加物种多样性。(3)太阳能主要通过绿色植物的光合作用过程进入生态系统,分解者通过呼吸作用分解有机物来获得能量,满足生命活动的需要。
21.(2018课标全国Ⅱ,31,11分)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用,这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响,此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题:
(1)当某种大型肉食性动物迁入一个新的生态系统时,原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多,原因是 。
(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中,使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转,即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成的,那么根据上述“恐惧生态学”知识推测,甲的数量优势地位丧失的可能原因是 (答出一点即可)。
(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现,会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测,产生这一结果的可能原因有 (答出两点即可)。
答案 (1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了,传递到下一营养级的能量较少 (2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高,顶级肉食性动物引入后,甲逃离该生态系统的数量比乙多 (3)大型肉食性动物捕食野猪;野猪因恐惧减少了采食
解析 本题通过信息分析的形式考查生态系统营养结构中各营养级生物的变化,属于对科学思维素养中批判性思维要素的考查。(1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了,传递到下一营养级的能量较少,相邻营养级间的能量传递效率是10%~20%,所以生态系统中食物链的营养级数量一般不超过5个。(2)顶级肉食性动物引入后,甲的数量优势地位丧失。若反转不是由顶级肉食性动物的直接捕食造成的,根据“恐惧生态学”知识可推测,甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高,引入顶级肉食性动物后,甲逃离该生态系统的数量比乙多。(3)某种大型肉食性动物在森林中重新出现后,会减轻野猪对农作物的破坏程度,可能是因为大型肉食性动物捕食野猪,从而减少了野猪数量,也可能是因为野猪因恐惧该大型肉食性动物而减少了对农作物的采食量。
22.(2018浙江4月选考,29,6分)某生态系统碳循环的部分示意图如图:
回答下列问题:
(1)图中的字母 表示大气中的CO2,由于许多因素的影响,使其含量夏季 冬季。
(2)CO2被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落,再被图中的A、B的 和C的分解作用以及E的燃烧,转变成CO2后再重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中,生产者吸收的CO2量 整个生物群落排放的CO2量。
(3)若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图,可将D的含义改为 ,其他字母及文字代表的含义不变,还需要修改之处有:增加“光→A”、取消“→E→D”、 。
答案 (1)D 低于 (2)呼吸作用 大于 (3)非生物环境 取消“D→”A
解析 (1)根据图中各部分的相互联系及相关信息提示,推测A为生产者,B为消费者,C为分解者,D表示大气中的CO2,E代表化石燃料等的燃烧。由于许多因素的影响,特别是夏季植物的光合作用较冬季旺盛,使夏季CO2的含量低于冬季。(2)图中的A、B通过呼吸作用分解有机物、释放CO2。若生态系统中的生物群落处于正常演替过程中,从简单发展到复杂,则生产者吸收的CO2量应大于整个生物群落排放的CO2量。(3)若该图表示生态系统中的能量流动,则D应表示非生物环境,因能量流动起源于生产者固定的太阳能,渠道是食物链和食物网,特点之一是单向流动,所以还需要修改之处有:增加“光→”A、取消“→E→”D、取消“D→”A。
23.(2018江苏单科,28,8分)某城市河流由于生活污水和工业废水的排入,水质逐渐恶化。经过治理后,河水又恢复了清澈。图1表示该河流的能量金字塔(甲、乙、丙为3种鱼,丁为1种水鸟,甲不摄食藻类,箭头表示能量流动方向),图2表示部分能量流动关系(图中数字表示同化的能量)。请回答下列问题:
图1
图2
(1)图1所示食物网中,遗漏了一条能量流动途径,该条途径是 。
(2)图1所示食物网中,次级消费者是 ,丁与丙之间的种间关系是 。
(3)根据图1分析,除了图2中已经标出的能量去向之外,乙的能量去向还有 。
(4)结合图2分析,图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率 (在“大于”“小于”或“等于”中选择)7.6%。
(5)经检测,水体中含有某种可被生物富集的农药,推测此农药含量最高的物种是 。
(6)从生态学角度解释,污染物排放导致水质恶化的主要原因是 。
答案 (1)水草→甲→丁 (2)丙和丁 捕食和竞争 (3)传递给丙、自身呼吸作用以热能形式散失 (4)大于 (5)丁 (6)河流生态系统自我调节(自我修复)能力有限
解析 (1)生态系统中的能量沿着食物链(网)流动。题图中第二营养级中的甲的能量可以流向第三营养级丙、丁,题图中遗漏的能量流动途径是水草→甲→丁。(2)次级消费者属于第三营养级,题图中属于第三营养级的生物有丙、丁。由图1可知,丁与丙之间的种间关系是捕食和竞争。(3)生态系统的能量流动中,初级消费者(乙)的能量最终有三个去向,一是自身呼吸作用以热能的形式散失,二是流向下一营养级(丙和丁),三是被分解者分解利用。(4)第二营养级包括甲和乙,第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(甲+乙)/25 000×100%,甲同化的能量未知,乙同化的能量为1 900 kJ/(m2·a),故第一、二营养级能量的传递效率大于7.6%(1 900/25 000×100%)。(5)被生物富集的农药在最高营养级中的含量最高,即丁中农药含量最高。(6)生态系统具有自我调节能力,但其自我调节能力是有一定限度的,当河流的污染物超过该生态系统能自我调节的范围时,就会造成河流水质恶化。
24.(2016江苏单科,27,7分)高密度水产养殖常会引起池塘水体富营养化,影响养殖。如图为利用稻田生态系统净化鱼塘尾水的示意图,箭头所指为水流方向。请回答下列问题:
(1)鱼塘大量投饵后,水体常会出现有害的硫化物,这些硫化物最可能是饵料中的 分解产生的。
(2)图示系统在实现了水资源循环利用的同时,鱼塘富营养化水还为水稻生长提供了一定的 元素营养。
(3)为调查图中稻田害虫的发生状况,可采用 法,分别统计 的种群密度。
(4)通过稻田净化,B处水样中可溶性有机物浓度比A处显著下降,其主要原因是在稻田中的 (填序号)微生物分解了大量有机物。
①好氧 ②光合放氧 ③厌氧 ④兼性厌氧
(5)出现藻类水华的鱼塘尾水流经稻田后,B处水样中藻类数量大大减少。从生态学角度分析,藻类数量减少的原因有 。
答案 (7分)(1)蛋白质 (2)N、P (3)五点取样 各种害虫 (4)①③④ (5)竞争光照和营养、动物摄食、微生物等产生杀藻物质
解析 (1)蛋白质中含硫,而糖类、核酸、脂质中均不含硫。(2)富营养化的水可为水稻的生长提供一定的N、P等矿质元素。(3)调查稻田害虫的种群密度可用五点取样法,且需要分别统计各种害虫的种群密度。(4)稻田中水体上层氧气浓度较高,好氧菌和兼性厌氧菌均可分解有机物,水体下层缺乏氧气,主要依靠厌氧菌和兼性厌氧菌分解有机物。光合放氧微生物属于生产者。(5)富营养化的水经过稻田净化时,水体中的部分矿质元素被水稻吸收,水体中的矿质元素减少会导致藻类减少;水稻遮光会使藻类光合作用降低,引起藻类减少;消费者可以捕食一部分藻类;微生物等产生的杀藻物质也可使藻类减少。
知识拓展 用样方法调查害虫种群密度时可依据地形选择取样方法。方形地块宜采用五点取样法;条形地块宜采用等距取样法。
25.(2015课标全国Ⅱ,31,8分)某生态系统总面积为250 km2,假设该生态系统的食物链为甲种植物→乙种动物→丙种动物,乙种动物种群的K值为1 000头。回答下列问题:
(1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头,则该生态系统中乙种动物的种群密度为 ;当乙种动物的种群密度为 时,其种群增长速度最快。
(2)若丙种动物的数量增加,则一段时间后,甲种植物数量也增加,其原因是
。
(3)在甲种植物→乙种动物→丙种动物这一食物链中,乙种动物同化的能量 (填“大于”“等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。
答案 (1)2.2头·km-2 2头·km-2(每空2分,共4分)
(2)由于乙种动物以甲种植物为食,丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少,从而导致甲种植物数量的增加(3分,其他合理答案也给分) (3)大于(1分)
解析 本题主要考查种群密度、种群数量的变化规律以及能量流动等相关知识。(1)乙种动物的种群密度为550头÷250 km2=2.2 头·km-2。当乙种动物的种群数量为K/2,即种群密度为500头÷250 km2=2 头·km-2时,种群增长速度最快。(2)丙种动物的数量增加,造成乙种动物被丙种动物捕食增多,乙种动物数量减少,从而减少了对甲种植物的捕食,导致甲种植物数量增加。(3)由于能量流动具有逐级递减的特点,因此处于第二营养级的乙种动物同化的能量要大于丙种动物同化的能量。
易错警示 注意区分种群密度与种群数量。当种群数量达到K/2时,种群增长速率最大,此时的种群密度为K与种群生活面积(或空间)的比值的一半。
26.(2015海南单科,28,9分)回答下列关于红树林生态系统的问题:
(1)红树林具有调节气候、保护海岸的作用。从生物多样性价值的角度分析,这种作用所具有的价值属于 (填“直接”“间接”或“潜在”)价值。
(2)某红树林生态系统的碳循环如图所示。图中A是一种气体,B、C、D、E和F表示生物成分,箭头表示碳流动的方向。
图中A表示 ,生物成分E表示 ,生物成分F表示 , 表示初级消费者。
答案 (1)间接(1分)
(2)CO2 生产者 分解者 C(每空2分,共8分)
解析 (1)红树林对生态系统起到重要调节功能,属于间接价值。(2)双向箭头两端分别为生产者和大气中的CO2(无机环境),分析题图可知:A表示CO2,E表示生产者,F表示分解者,C表示初级消费者。
解题关键 根据单双箭头判断生产者和CO2是解题关键。
27.(2014课标全国Ⅱ,31,9分)某陆地生态系统中,除分解者外,仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。调查得知,该生态系统有4个营养级,营养级之间的能量传递效率为10%~20%,且每个种群只处于一个营养级。一年内输入各种群的能量数值如表所示,表中能量数值的单位相同。
种群 甲 乙 丙 丁 戊
能量 3.56 12.80 10.30 0.48 226.50
回答下列问题:
(1)请画出该生态系统中的食物网。
(2)甲和乙的种间关系是 ;种群丁是该生态系统生物组分中的 。
(3)一般来说,生态系统的主要功能包括 、 ,此外还具有信息传递等功能。碳对生物和生态系统具有重要意义,碳在 和 之间的循环主要以CO2的形式进行。
答案 (9分)(1)(3分)
(2)捕食(1分) 消费者(1分,其他合理答案也给分)
(3)物质循环 能量流动 生物群落 无机环境(每空1分,共4分,其他合理答案也给分)
解析 (1)根据能量传递的规律,戊的能量最多,为生产者,其次是乙、丙,因两者能量值相差较小,两者处于同一营养级,为初级消费者,甲为次级消费者,丁为三级消费者。(2)从食物网可知甲与乙的种间关系为捕食,种群丁为消费者或三级消费者。(3)生态系统的功能:①物质循环;②能量流动;③信息传递。碳在生物群落中以有机物的形式进行传递,在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式进行循环。
28.(2013江苏单科,26,7分)在江苏某地进行稻田养鱼的实验研究。6月5日在一定面积的实验小区插秧后放养300条小鲫鱼(杂食性),稻田水深8~10 cm。对照小区不放鱼,其他条件相同。所有处理设置3次重复,实验持续2个月,期间检测浮游植物生物量(干重)。请回答下列问题:
(1)每个处理设置3次重复,其主要目的是 。
(2)实验的第一个月期间,检测发现实验组浮游植物生物量显著高于对照组,原因分析如下:放鱼对浮游植物的不利之处是鱼的取食作用;有利之处是鱼粪便为浮游植物提供营养物质,以及鱼会大量捕食 从而减弱其对浮游植物的捕食作用。在此期间,有利因素占据优势。
(3)实验的第二个月期间,所有小区的浮游植物生物量均显著下降,主要原因是此时生长旺盛的水稻与浮游植物之间具有 关系。
(4)放养鱼增加了该生态系统中 的复杂性,从而增加了该生态系统中 的速率。
(5)除了上述因素之外,对该实验研究影响最大的不定因素是 (填序号)。
①鸟 ②土壤质地 ③光照 ④水体肥力 ⑤稻田杂草
答案 (1)减少实验误差(增加实验的精确性)
(2)浮游动物
(3)竞争
(4)营养结构(食物网或食物链) 物质转化和能量流动
(5)①
解析 本题主要考查食物链、食物网、物质转化和能量流动的相关知识。(1)实验设计应遵循平行重复原则,故每个处理设置3次重复,主要目的是减少实验误差。(2)与对照组相比,实验组放养的杂食性鲫鱼会大量捕食以浮游植物为食的浮游动物,同时鱼的粪便为浮游植物提供营养物质,使实验组的浮游植物生物量显著高于对照组。(3)随着时间的延续,浮游植物和水稻竞争稻田中有限的矿质元素等生存条件,水稻生长旺盛即水稻在竞争中处于优势地位,浮游植物便会大幅度减少,浮游植物光合产量也下降,最终导致以浮游植物为食的浮游动物减少。(4)稻田中鱼类的加入,增加了该生态系统营养结构的复杂性,从而增加了该生态系统中物质转化和能量流动的速率。(5)该实验的实验变量为鲫鱼的有无,与②土壤质地、③光照、④水体肥力、⑤稻田杂草相比,①鸟可以捕食鲫鱼,故对该实验研究影响最大的不定因素应为①鸟。
29.(2012江苏单科,26,8分)江苏某小型天然湖泊原有少量鱼类,后改造为人工鱼塘,投饵养殖植食性鱼类和肉食性鱼类,两类鱼均无滤食浮游生物的能力。养殖前后生态调查的数据见表,请回答下列问题:
生物类群、物 种数和生物量 调查结果
2007年(养殖前) 2010年(养殖后)
水生高 等植物 物种数 13 5
生物量(湿重 kg/1 000m2) 560 20
浮游藻类 物种数 11 20
生物量(干 重g/m3) 2 10
鱼类 物种数 15 8
生物量(湿重 kg/1 000m2) 30 750
虾、贝等 小型动物 物种数 25 8
生物量(湿重 kg/1 000m2) 55 13
(1)改为人工鱼塘后,该湖泊生物群落的 结构发生了显著变化。
(2)从种间关系的角度分析,水生高等植物明显减少的直接原因是 、 。
(3)从表中可以推测,与2007年相比,2010年湖水中生物体内所含的总能量显著增加,其主要原因是 。
(4)虾、贝等小型动物能摄食鱼饵料。如果肉食性鱼类只摄食虾、贝等小型动物,可以推测在相同饲养条件下2010年肉食性鱼类的总量将会 ,植食性鱼类的总量将会 。
(5)若对该湖泊进行生态修复,除停止养鱼外,还需恢复水生高等植物,以抑制浮游藻类生长。在这一过程中水生高等植物的直接作用是 、 。
答案 (1)食物链 (2)捕食者(植食性鱼类)增加 竞争者(浮游藻类)大量繁殖 (3)投饵输入大量能量 (4)减少 增加 (5)吸收营养物质 竞争光照
解析 本题考查了人工鱼塘中生物种群数量的变化、能量流动、生态系统的恢复等相关知识。(1)(2)小型天然湖泊改为人工鱼塘后,由于养殖的两类鱼均不能以浮游藻类为食,导致浮游藻类大量繁殖,而水生高等植物在植食性鱼类的捕食和浮游藻类的竞争作用的联合影响下,数量明显减少,整个生物群落的营养结构(食物链和食物网)也随之发生了显著变化。(3)与养殖前相比,人工投饵使输入该湖泊生态系统的总能量显著增多。(4)正常情况下,肉食性鱼类能捕食植食性鱼类和虾、贝等小型动物,若肉食性鱼类仅以虾、贝等小型动物为食,由于食物来源减少,其数量会减少;而植食性鱼类由于天敌(肉食性鱼类)和竞争者(虾、贝等)减少,其数量将会增加。(5)在生态系统修复的过程中,水生高等植物可通过吸收水中的N、P等营养物质、竞争光照,来抑制浮游藻类的生长。
30.(2012安徽理综,30Ⅱ,8分)某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究,结果如下表,单位是J/(hm2·a)。
植物 田鼠 鼬
固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量
2.45×1011 1.05×109 7.50×108 7.15×108 2.44×107 2.25×107 2.18×107
(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是 。
(2)在研究能量流动时,可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。在1 hm2范围内,第一次捕获并标记40只田鼠,第二次捕获30只,其中有标记的15只。该种群密度是 只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食,则会导致种群密度估算结果 。
(3)田鼠和鼬都是恒温动物,同化的能量中只有3%~5%用于 ,其余在呼吸作用中以热能的形式散失。
(4)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者,田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见,信息能够 ,维持生态系统的稳定。
答案 (1)3%
(2)80 偏高
(3)生长、发育、繁殖等生命活动
(4)调节生物的种间关系
解析 Ⅱ.本题主要考查生态系统功能和种群密度调查的相关知识。(1)分析表中数据,可求得能量从田鼠传递到鼬的效率是(2.25×107)÷(7.50×108)×100%=3%。(2)根据标志重捕法调查种群密度的公式计算:1 hm2范围内,田鼠的种群密度为(40×30)÷15=80(只)。若标记的田鼠有部分被捕食,则重捕时标记的田鼠较未被捕食时少,这样求得的田鼠种群密度会偏高。(3)田鼠和鼬同化的能量一部分以热能形式散失,另一部分用于自身的生长、发育、繁殖等生命活动。(4)通过题干所述,可知信息能够调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定。
31.(2020课标全国Ⅲ,31,9分)假设某种蓝藻(A)是某湖泊中唯一的生产者,其密度极大,使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题:
(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是 (答出2点即可)。
(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。
(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后,C种群能够迅速壮大,则C和B的种间关系是 。
答案 (1)水体富营养化,没有其他生产者的竞争
(2)
(3)竞争
解析 (1)当水体中N、P等元素增多发生富营养化时,蓝藻会大量繁殖,再加上缺乏与蓝藻竞争资源和空间的生物,因此出现了湖泊水体中蓝藻种群密度极大的现象。(2)蓝藻(A)是该湖泊中的唯一生产者,动物(B)是该湖泊中的唯一消费者,故该湖泊生态系统能量流动从蓝藻固定太阳能开始,输入蓝藻中的能量,一部分在蓝藻的呼吸作用中以热能的形式散失了,一部分用于蓝藻的生长、发育和繁殖等生命活动,储存在蓝藻的有机物中;构成蓝藻的有机物中的能量,一部分被分解者分解而释放出来,另一部分则被动物B摄入体内,这样能量就流入了第二营养级。输入第二营养级的能量,一部分在动物B的呼吸作用中以热能的形式散失,另一部分储存在动物B体内的有机物中;储存在动物B中的有机物中的能量会随着遗体残骸被分解者分解。(3)动物B、C都以蓝藻为食,故B、C之间的种间关系是竞争。
考点三 生态系统的稳定性
1.(2021河北,12,2分)湿地生态系统生物多样性丰富,鸟类是其重要组成部分。研究者对某湿地生态系统不同退化阶段的生物多样性进行了调查,结果见表。下列叙述正确的是( )
典型 湿地 季节性 湿地 中度退 化湿地 严重退 化湿地
湿地特征 常年 积水 季节性 积水 无积水 完全干涸, 鼠害严重
生物多 样性指数 2.7 2.4 2.1 1.5
鸟类丰 富度 25 17 12 9
注:生物多样性指数反映生物多样性水平
A.严重退化湿地中的鼠类吸引部分猛禽使得食物网结构最为复杂
B.因湿地退化食物不足,鸟类死亡率增加导致丰富度降低
C.湿地生态系统稳定性是其自我调节能力的基础
D.湿地退化对生物多样性的间接价值影响最大
答案 D 严重退化湿地的生物多样性指数显著降低,食物网结构变得简单,A错误;随着湿地退化,鸟类缺少栖息地和食物,鸟类会大量迁出导致丰富度降低,B错误;负反馈调节是湿地生态系统自我调节能力的基础,C错误;直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值,间接价值是对生态系统起到重要调节功能的价值,如湿地可以蓄洪防旱、净化水质、调节气候等,湿地退化会导致生物多样性指数下降明显,因此湿地退化对生物多样性的间接价值影响最大,D正确。
2.(2021湖南,4,2分)某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是( )
A.食草动物进入早期,其种群数量增长大致呈“J”型曲线
B.图中点a的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量
C.该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关
D.过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性
答案 B 食草动物进入早期,食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害,其种群数量大致呈“J”型曲线增长,A正确;环境容纳量是在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量,图中点a表示食草动物种群的数量达到最大值,但不能维持,所以该点的纵坐标不能代表食草动物的环境容纳量,B错误;当食草动物的数量增加时,植物的数量就会下降,而植物的数量下降,食草动物的数量会随之下降,生物群落内部的负反馈调节有利于维持生态系统的相对稳定,C正确;过度放牧会造成草场退化,物种丰富度下降,食物链变简单,生态系统的自我调节能力下降,抵抗力稳定性降低,D正确。
3.(2016课标全国Ⅰ,5,6分)在漫长的历史时期内,我们的祖先通过自身的生产和生活实践,积累了对生态方面的感性认识和经验,并形成了一些生态学思想,如:自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识,下列说法错误的是( )
A.生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B.若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复利用
C.“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例
D.人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的消耗标准
答案 B 生态系统中生产者固定的能量最终以热能的形式散失,而散失的热能不能被生态系统重新利用,故生态系统中的能量具有单向流动的特点,B错误。
审题方法 解题时要注意找到“题眼”,如根据本题的“能量可反复利用”即可采用直选法解题。
4.(2016江苏单科,20,2分)为修复长期使用农药导致有机物污染的农田,向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂。下列相关叙述中错误的是( )
A.加入菌剂可增加土壤中的物种多样性,提高土壤生态系统的稳定性
B.该菌剂减少了残留农药进入农作物,一定程度上阻碍了土壤中的物质循环
C.土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类,降低害虫的优势度
D.农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径,体现了基因多样性的应用价值
答案 B 向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂,可增加土壤中的物种多样性,从而提高土壤生态系统的稳定性,A项正确;该菌剂可加快有机物的分解,减少了残留农药进入农作物,在一定程度上促进了土壤中的物质循环,B项错误;土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类,使营养结构更复杂,从而降低害虫的优势度,C项正确;每个物种都是一个独特的基因库,农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径,体现了基因多样性的应用价值,D项正确。
5.(2012重庆理综,4,6分)图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图,下列叙述错误的是( )
A.为有效防治蝗灾,应在a点之前及时控制种群密度
B.a~b段,该种群的增长率与种群密度之间呈正相关
C.利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止c点出现
D.控制种群数量在d~e水平,有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性
答案 B 本题考查了种群的数量变化及其在实践中的应用等知识。分析图中曲线可发现,由起点到b点为“S”型曲线,a~b段中,该种群的增长率在逐渐下降,而种群密度在逐渐增加,二者呈负相关,故选B;a点时,种群增长速率大,此时防治蝗虫效果差,应在a点之前及时控制种群密度;利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例后,降低了出生率,故可防止c点出现;蝗虫种群数量控制在d~e水平,可大幅度降低蝗虫对各种植物的危害,同时保护了生物多样性,提高了该地生态系统的抵抗力稳定性。
6.(2011山东理综,26,15分)6月5日是世界环境日,今年我国的世界环境日主题是“共建生态文明,共享绿色未来”。草原是绿色生态环境的重要组成部分。某草原生态系统的食物网如图所示。
(1)图中食物网较简单,因此,该草原生态系统的 能力较差,其 稳定性也相应较低。除图中所示的生物类群外,该生态系统的生物组成成分还应有 才能保证其物质循环的正常进行。
(2)如果图中草能提供10 000 kJ的能量,营养级间的能量传递效率为10%~20%,那么鹰占据的营养级能够得到的最低和最高能量值分别是 kJ和 kJ。若去除蛇,且狐的数量不变,则草原容纳鹰的数量会 。若外来生物入侵该区,则会导致该草原的 锐减或丧失。
(3)影响图中兔种群数量变化的种间因素是 和竞争。若某年兔种群的K值为1 000只,且1只兔和4只鼠消耗的草量相等,其他条件不变的情况下,次年鼠的数量增加400只,则兔种群的K值变为 只。用标志重捕法调查该区鼠的种群数量时,若部分标记个体迁出,则导致调查结果 (填“偏高”或“偏低”)。
(4)草原干旱时,兔摄取水分减少,体内细胞外液渗透压 ,引起 渗透压感受器兴奋,增加抗利尿激素的释放,进而引起 对水的重吸收增加,减少排尿量,以保持体内水平衡。
答案 (1)自我调节(或:反馈调节,负反馈调节) 抵抗力 分解者
(2)10 400 增加 生物多样性(或:物种多样性)
(3)捕食 900 偏高
(4)升高 下丘脑 肾小管、集合管
解析 (1)生态系统的自我调节能力与食物网的复杂程度呈正相关,生态系统的生物组成成分包括生产者、消费者和分解者,食物网中只有生产者和消费者,没有分解者。(2)计算鹰得到的最低能量值应选最长的食物链和最低的能量传递效率,而计算鹰得到的最高能量值应选最短的食物链和最高的能量传递效率,所以鹰得到最低能量值是鹰位于第四营养级时,得到的能量值为10 000×10%×10%×10%=10(kJ),鹰得到最高能量值是鹰位于最低营养级(即第三营养级)时,得到的能量值为10 000×20%×20%=400(kJ);若去除蛇,鹰所处的营养级降低,鹰获得的能量增多,从而使草原容纳鹰的数量增加;外来物种的入侵会使该草原生物多样性锐减。(3)影响兔种群数量变化的种间因素为捕食和竞争;兔和鼠为竞争关系,在其他条件不变的情况下,鼠的数量增加400只,会导致兔的数量减少100只,所以兔种群的K值变为900只;用标志重捕法调查种群数量时,若部分标记个体迁出,会导致再捕获时被标记个体的捕获量减少,从而导致调查结果偏高。(4)兔摄取水分减少时,会使细胞外液渗透压升高,引起下丘脑渗透压感受器兴奋,增加抗利尿激素的释放,进而引起肾小管和集合管对水的重吸收增加,以维持水平衡。
7.(2019浙江4月选考,29,6分)药物A由于某种原因随着污水进入并影响湖泊生态系统。该过程的部分示意图如图,回答下列问题:
(1)在食鱼鸟类体内检测到较高浓度的药物A,该药物会使鸟类产生不良反应,这种现象属于 。生物残体、粪便等主要在湖泊的 层被分解者分解。
(2)若含药物A的污水大量流入该湖泊,使某些藻类种群大暴(爆)发,造成水体的 现象,会导致鱼类大量死亡,并可能由于 作用使该生态系统远离稳态。
(3)若药物A只是抑制某种雌鱼的生殖能力,导致出生率降低,则该鱼类种群的 将下降,最终导致种群密度下降。
(4)若对该湖泊进行污水处理使其净化,则水体中鱼类种群数量将以 增长方式恢复。
答案 (1)生物放大 底泥 (2)富营养化 正反馈
(3)自然增长率 (4)逻辑斯谛(或“S”型曲线)
解析 本题通过食物链的案例分析,考查考生对生态系统的结构与功能的知识理解,体现了对稳态与平衡观、模型与建模等要素的考查。(1)药物A由于某种原因随着污水进入并影响湖泊生态系统,在食鱼鸟类体内高度富集,导致危害的现象属于生物放大。生物残体、粪便等主要在湖泊的底泥层被分解者分解。(2)若含药物A的污水大量流入该湖泊,使某些藻类种群大暴(爆)发,会造成水体的富营养化现象,导致鱼类大量死亡,并可能由于正反馈作用使该生态系统远离稳态。(3)若药物A只是抑制某种雌鱼的生殖能力,导致出生率降低,会使该鱼类种群的自然增长率下降,最终导致种群密度下降。(4)若对该湖泊进行污水处理使其净化,则水体中鱼类种群数量将以逻辑斯谛(“S”型曲线)增长方式恢复。
知识总结 水体富营养化
水体富营养化是由水体中N、P等植物必需的矿质元素过多而引起的水质恶化的现象。水体中N、P等元素增多导致藻类和浮游植物大量繁殖,致使水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡。
8.(2017海南单科,28,8分)回答下列与生态系统稳定性有关的问题:
(1)生态系统的稳定性是指
。
(2)在广袤的非洲草原上,食草动物如同“割草机”一样,通过迁徙在不同的草场上采食,这一现象年复一年地进行着,然而食草动物所处的草原生态系统却表现出了稳定性,这是由于该生态系统具有 。
(3)草→蚱蜢→青蛙→蛇→鹰是草原生态系统的一条食物链,在这条食物链中,次级消费者是 ,在生态系统中消费者的作用有
(答出两点即可)。
答案 (1)生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力 (2)自我调节的能力 (3)青蛙 消费者是实现生态系统物质循环和能量流动的重要环节;调节种间关系;维持种群和生态系统的稳定性
解析 (2)生态系统之所以能够保持稳定性,是因为生态系统具有一定的自我调节能力。(3)该食物链中,草为生产者,蚱蜢、青蛙、蛇、鹰分别属于初级、次级、三级和四级消费者。消费者在生态系统中可以帮助植物传粉和传播种子,能够促进生态系统物质循环和能量流动,还可以调节种间关系,维持种群和生态系统的稳定性。
9.(2014山东理综,27,12分)6月8日是世界海洋日。海洋是生物圈的重要组成部分,与人类的生存和发展息息相关。
(1)根据图甲分析,要获得最大持续捕捞量,捕捞后大黄鱼种群数量应处于 点。用标志重捕法调查大黄鱼种群密度时,若标记个体更易于被捕食,则种群密度的估计值 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(2)海洋鱼类生活在不同的水层,这体现了生物群落的 结构。新建码头的桩柱表面很快被细菌附着,随后依次出现硅藻、藤壶、牡蛎等,该过程称为 。
(3)图乙表示某海域能量流动简图,A、B、C、D表示生态系统的组成成分。图中 和 (填字母)在碳循环过程中起着关键作用;能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为 。
(4)海洋会受到石油、工业废水、生活污水等污染。如果污染超过海洋生态系统的 ,海洋生态系统就很难恢复到原来的状态。
答案 (1)b 偏高 (2)垂直 (群落的)演替(或原生演替) (3)A B(两空可颠倒) 20% (4)自我调节能力(或自净能力)
解析 (1)从题图甲中可看出b点时种群增长速率最大,要获得最大持续捕捞量,捕捞后大黄鱼种群数量应处于b点;用标志重捕法调查种群密度时,若标记个体更易于被捕食,则重捕率降低,种群密度的估计值偏高。(2)海洋鱼类生活在不同的水层,体现了生物群落的垂直结构;从最初没有生物到被多种生物附着,这个过程称为(群落的)演替。(3)分析题图乙可知,A为生产者,B为分解者,D为初级消费者,C为次级消费者,在碳循环过程中起关键作用的是生产者和分解者;第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为(1.5×106)÷(7.5×106)×100%=20%。(4)如果污染超过海洋生态系统的自我调节能力(或自净能力),海洋生态系统很难恢复。
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